[发明专利]一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置

说明书

本发明提供了一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置，涉及轧钢检测技术领域，包括采集回路、双通道pulse计数器、数据转换模块、数据透传模块、数据记忆模块、偏差运算模块和断线辨识模块，所述采集回路用于用于编码器A/B通道正交电平信号的采集；所述分辨率细分模块用于调整采样数据的分辨率；本发明能够快速、准确的将编码器A/B通道正交电平信号通过分辨率细分后进行pulse计数得到编码器的实时运行数据，再通过一系列数据处理后进行偏差运算，结合经过反复实验得到的特征值进行算法辨识，最终实现对编码器异常信号变化的预警功能，便于及时对编码器进行检查或者更换，避免故障扩大引发事故。

技术领域

本发明涉及轧钢检测技术领域，尤其涉及一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置。

背景技术

钢铁厂轧钢系统无论是直流传动系统还是交流传动系统，要实现轧机双闭环控制均要在电机旋转轴上安装一个编码器，且大部分采用增量型编码器，转速编码器在整个控制系统中主要负责实时反馈电机的转速，是传动控制系统中实现速度闭环控制的一个重要组成部分，因此速度编码器工作的好坏，直接影响传动系统的稳定性和可靠性，严重时甚至导致系统因重故障而崩溃，引发生产事故；

在众多的因编码器故障引起的设备和系统事故中，编码器信号不稳定、信号缺失、无信号等故障占了绝大部分，而这种类型故障在直流传动系统中均可归类为测速机或脉冲编码器电缆开路故障，在现有的直流传动系统中虽然能检测出此类故障，但是当系统报出此故障时，调速系统已经对故障做出了跳闸的响应而停机，并不能做到提前预警编码器存在“断线”的前兆，不能及时避免故障的发生而导致的设备事故，因此，本发明提出一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置，该快速检测增量型编码器断线故障的预警装置实现对编码器异常信号变化的预警功能，提前感知编码器工作状态的变化情况，及时对编码器进行检查或者更换，避免故障扩大引发事故。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种快速检测增量型编码器断线故障的预警装置，包括采集回路、双通道pulse计数器、数据转换模块、数据透传模块、数据记忆模块、偏差运算模块和断线辨识模块，所述采集回路用于用于编码器A/B通道正交电平信号的采集；所述分辨率细分模块用于调整采样数据的分辨率；所述双通道pulse计数器用于对编码器A/B通道正交电平信号进行计数；

所述数据转换模块用于将转换数据格式；所述数据透传模块和数据记忆模块用于生成至少偏移一个采样周期的两个时移数据；所述偏差运算模块用于计算出两个时移数据的偏差；所述断线辨识模块用于将偏差结果与特征值进行比较，最终得到编码器是否存在断线故障的预警信息。

进一步改进在于：所述采集回路由接口端子和高速输入捕捉电路组成，将接入的编码器A+/A-,B+/B-四路两组正交电平信号实时采集至装置内部的计数器输入通道。

进一步改进在于：所述分辨率细分模块用于通过调整相关参数，提高或降低采样数据的分辨率，同时调节装置对异常信号变化的灵敏度。

进一步改进在于：所述双通道pulse计数器为32位计数器，用于同时对A/B正交电平的脉冲信号进行计数。

进一步改进在于：所述数据转换模块、数据透传模块和数据记忆模块组成数据处理单元，且数据处理单元用于生成一组时移数据，该组时移数据为至少偏移一个采样周期的两个时移数据，数据时移的间隔周期为可编程式。

进一步改进在于：所述偏差运算模块和断线辨识模块用于对得到的两个时移数据进行求差运算，得到偏差值Er，所述断线辨识模块用于将存储的特征值与偏差值Er进行比较：当偏差值Er不等于0，且偏差值Er满足条件“特征值1＜偏差值Er＜特征值2”时，则判断编码器存在异常，装置发出报警信息。