[发明专利]堆取料机行走编码器的抗干扰装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种行走编码器的抗干扰装置，特别涉及一种堆取料机行走编码器的抗干扰装置，主要用于保证行走编码器输出数据的正确性。

背景技术：

由于堆取料机在运行过程中行走故障频繁，经过仔细检查发现行走编码器出现磨损，无法进行计数，所以出现行走数据偏差过大的现象，经过紧急引进新的编码器，按图纸接线、试车，发现行走位置偏差依然存在，而且整个行程中堆取料机前进与后退的数据不一样，有20多个位置之差。堆取料机的行走数据是通过行走编码器将行走的位置转化为一系列二进制的数据信号，通过屏蔽电缆传输到电气室内的PLC中，数据通过PLC的逻辑处理后去控制堆取料机的行走，并将行走数据显示在操作室的LED显示器上。在行走轨道上有两个位置补偿点和一个位置监测点，当堆取料机通过上述三个位置时的数据必须与这三个点所设定的位置数据相等，否则就会报警，堆取料机必须经过位置补偿后，才能恢复正常。经过现场调查、分析，故障的原因是由于大功率变频电机对行走编码器数据信号产生电磁干扰以后引起的。为了解决堆取料机行走故障，我们用示波器分别观察了位于堆取料机底部的编码器输出的信号和位于堆取料机顶部通过电缆输送到PLC的信号，发现位于堆取料机底部的编码器输出的信号完好无损，是一系列脉冲信号，参照图2，而位于顶部输入到PLC的信号迭加了许多峰峰值很大的干扰脉冲，参照图3，经过仔细观察和分析，发现堆取料机编码器到PLC装置的数据传输电缆周围有大功率变频行走电动机，通过示波器观察发现0101的二进制数据信号受到严重干扰，在波形的上迭加了许多峰峰值很大的干扰脉冲，影响了PLC计数的精确性。导致堆取料机出现行走编码器故障的现象，严重影响了堆取料机运煤作业。在知道故障原因后，我们决定对信号电缆进行屏蔽措施，将电缆的屏蔽层一端可靠接地，接地电阻小于一欧姆。试转发现故障并没有排除，示波器显示干扰仍然存在，只是幅度略微减小一些，说明屏蔽层接地无法解决问题，需要另外的解决方法。经过反复思考，我们发现干扰脉冲尽管幅度很大但是频率很高，可以制作一个低通滤波器将高频的干扰信号虑去，而将频率较低的脉冲提取出来，于是就制作了一个由电阻，电感，电容组成的П形滤波器。经过试车，发现行走数据有很大改善但还是有3到5个位置误差，通过示波器观察发现：在滤去干扰波形的同时，脉冲波形的上升沿和下降沿不是很陡，而是比较平缓，那是因为脉冲波形的上升沿和下降沿里的高频成分也被滤除了。同时由于电感的存在在上升沿有高于脉冲的上冲的波形，在下降沿有低于0V的负脉冲波形，这对精确计数仍有影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种堆取料机行走编码器的抗干扰装置，主要解决行走编码器行走数据偏差过大的技术问题。能使行走编码器输出的信号恢复正常波形，保证送入PLC的信号为正常的方波计数脉冲，主要是为了堆取料机行走功能正常，从而保证堆取料机整体设备的正常工作。

本发明的技术方案为：一种堆取料机行走编码器的抗干扰装置，其电路连接结构为：低通滤波器与集成块CD4050、电阻R3串联后接地，高频干扰的脉冲信号V1经低通滤波器，将高频干扰滤去，输入集成块CD4050对行走计数脉冲信号进行整形，输出符合要求脉冲波形。

在低通滤波器两端并联电阻R1，所述的低通滤波器由电感L1、电阻R2和电容C1、C2组成，电阻R2和电容C1、C2并联在电感两端，集成块CD4050包含4个史密特触发器。

本发明的有益效果是：消除外界高频信号对堆取料机行走编码器输出信号的干扰，确保了堆取料机行走计数的正确，从而为整个堆取料机行走控制提供正确的控制依据，为堆取料安全运行提供了可靠保障。本发明消除了长期存在的设备隐患，也减少检修、维护工作。本发明抗干扰性强，精度高，可靠性好，对提高运行稳定性和安全性，减少劳动强度等均有重要意义，产生了良好的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1为本发明电路原理图

图2为正常脉冲信号波形图

图3为受到干扰脉冲信号波形图

图4为通过低通滤波器后的脉冲信号波形图

图中：V1是受到高频干扰的脉冲信号，L1，R2，C1，C2组成一个低通滤波器，将高频干扰滤去，R2的作用是降底电路的Q(品质因素)值，目的是减小脉冲波形中的过高的上冲沿和下降沿，CD4050它包含4个史密特触发器(图中只画了一个)它对信号整形后输出一个符合设计要求的脉冲波形。R1用于进一步改善波形，R3是模拟PLC的输入阻抗。

具体实施方式：

参照图1，一种堆取料机行走编码器的抗干扰装置，其电路连接结构为：低通滤波器与集成块CD4050、电阻R3串联后接地，在低通滤波器两端并联电阻R1，所述的低通滤波器由电感L1、电阻R2和电容C1、C2组成，电阻R2和电容C1、C2并联在电感两端，集成块CD4050包含4个史密特触发器，高频干扰的脉冲信号V1经低通滤波器，将高频干扰滤去，R2的作用是降底电路的Q(品质因素)值，目的是减小脉冲波形中的过高的上冲沿和下降沿，通过低通滤波器脉冲信号波形图参照图4，低通滤波器的最佳参数先由PROTEL99SE仿真软件在计算机模拟仿真取得，滤波后的信号再通过集成块CD4050进行整形，集成块CD4050内含的4个史密特触发器，使得信号脉冲中比较平缓的上升沿和下降沿经过整形变非常陡峭，得到符合PLC输入要求的波形，如图2所示。