1 前言
? ? 隨著(zhù)國內工業(yè)化的發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)及生活化垃圾日益加劇，并以年增長(cháng)率8%~10%的速度增長(cháng)。垃圾危機迫使人們積極應對，合理科學(xué)的解決這一問(wèn)題，使之縮少化、能源化、環(huán)?；?。而垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)正是將垃圾通過(guò)特殊工藝處理，合理利用，從而節約不可再生資源，實(shí)現電能的轉換。?
? ? 在焚燒作業(yè)過(guò)程中，垃圾需要通過(guò)抓運、攪拌、倒垛、投料、稱(chēng)重等一系列工序，最終進(jìn)入到焚燒爐中，完成整個(gè)的工藝流程。這些工作全部需要垃圾吊車(chē)來(lái)完成，所以垃圾吊的精確控制在整個(gè)垃圾發(fā)電過(guò)程中就顯得尤為重要。
? ? 目前市場(chǎng)上大多企業(yè)仍采用簡(jiǎn)單的繼電器——接觸器和PLC構成的手動(dòng)（半自動(dòng)）控制系統，其工作效率低，運行穩定性差、安全性無(wú)法保證。北京起重運輸機械設計研究院，從現代控制理論與技術(shù)出發(fā)，結合垃圾吊的實(shí)際應用，設計出的自動(dòng)控制系統，可實(shí)現整個(gè)垃圾吊工藝流程的遠程控制、自動(dòng)運行，來(lái)替代傳統的手動(dòng)控制。
? ? 宜科專(zhuān)注于起重機械領(lǐng)域行業(yè)化編碼器的應用開(kāi)發(fā)，量身打造的高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品，其先進(jìn)的自動(dòng)化控制解決方案已得到了廣泛應用。宜科編碼器運行穩定，反饋精確，傳輸距離遠及安全系數高，保證了垃圾吊走位定位準確，實(shí)現了實(shí)時(shí)位置閉環(huán)反饋控制，保證了設備的安全性，改善了工人的操作條件，提高了發(fā)電廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。宜科通過(guò)大軸套型增量及絕對值編碼器所提供的完美產(chǎn)品解決方案確定了在該行業(yè)的領(lǐng)先地位。

2 垃圾吊控制系統
? ? 垃圾吊一般采用雙梁抓斗橋吊，它由大、小車(chē)運行機構，起升機構等設備組成，使用六瓣雙繩抓斗，主要擔負焚燒爐進(jìn)料斗的供料和坑內垃圾的搬運、攪拌和堆放等任務(wù)。其電氣控制系統采用工業(yè)控制計算機+可編程控制器(PLC)+現場(chǎng)總線(xiàn)為控制核心，編碼器和變頻器為主要檢測元件和驅動(dòng)裝置。通過(guò)天車(chē)驅動(dòng)電機軸同軸安裝的編碼器測得天車(chē)的位置信息，由PLC采集后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)送給控制計算機，同時(shí)計算機輸出控制信號給變頻器，驅動(dòng)電機帶動(dòng)天車(chē)和垃圾吊運行。
3 垃圾吊項目實(shí)施方案
3.1 方案實(shí)施目標
? ? 垃圾吊車(chē)的控制系統由西門(mén)子S7-300 主站、Profibus 現場(chǎng)總線(xiàn)和分布式從站構成。主站設在控制柜里，從站設在起重機上和操作柜上，通過(guò)Profibus 建立通訊聯(lián)系。系統可以實(shí)現投料及稱(chēng)重、攪拌和倒垛、清理、自動(dòng)控制等功能。
3.2 現場(chǎng)實(shí)際使用中遇到的問(wèn)題
? ? 與普通吊車(chē)相比，垃圾吊車(chē)在使用運行中容易存在下列問(wèn)題：
（1）垃圾滲瀝液存在很強的腐蝕性，坑內存在甲烷等可燃性氣體，多粉塵。這些污染物進(jìn)入電氣設備內部，容易造成元器件腐蝕及短路等故障。
（2）垃圾坑由于防止臭氣泄漏的目的，其密封性很強，加之垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的熱量，就直接造成夏季坑內溫度很高，吊車(chē)長(cháng)時(shí)間處于高溫運行的狀態(tài)。這樣普通檢測設備在這種高溫環(huán)境下不但不能無(wú)法長(cháng)期運行而且也無(wú)法提供精確的輸出測量信號。
（3）垃圾吊上使用的編碼器一般都裝配在驅動(dòng)電機后端，距離PLC等接收設備距離較遠，尤其大型垃圾吊車(chē)整個(gè)傳輸距離可以達到400米左右，這樣普通編碼器根本無(wú)法實(shí)現。
（4）由于設備長(cháng)時(shí)間往復運行，在電機正反轉切換等工況下，震動(dòng)較大，容易造成設備故障。
? ? 有鑒于此，垃圾吊車(chē)的工作環(huán)境十分惡劣，為多粉塵、高溫、高濕和高腐蝕性氣體環(huán)境，同時(shí)伴隨大負載且遠距離信號轉輸等問(wèn)題，所以編碼器的選擇使用也就尤為重要。
4 宜科編碼器提供完美產(chǎn)品解決方案
? ? 項目中根據垃圾吊車(chē)的大小、項目投入的比重以及技術(shù)要求等因素，來(lái)選擇編碼器的種類(lèi)，即增量型或絕對值多圈型編碼器，每部車(chē)上至少會(huì )用到三臺編碼器，來(lái)用做空間定位使用。
? ? 增量型編碼器性?xún)r(jià)比較高，通過(guò)脈沖信號計量運算得到所需的位置信息。但存在一旦斷電，所有記錄信息全部清零，需要重新恢復初始狀態(tài)的問(wèn)題。而絕對值編碼器雖然價(jià)格略高，但其通過(guò)每個(gè)位置的專(zhuān)有碼值直接反饋絕對位置，斷電后重新上電，位置不會(huì )更改，設備可以直接繼續運行。
? ? 目前市場(chǎng)上存在的普通編碼器，在大軸套重載領(lǐng)域，雖然在高震動(dòng)模式下工作，可以保證較好的徑向和軸向力。但其普遍存在著(zhù)防護等級不高，抗溫度干擾性能較差，尤其在傳輸距離上很難保證300米以上信號輸出的穩定可靠性。宜科根據垃圾吊作業(yè)環(huán)境，高溫、高濕和高腐蝕性氣體伴隨多粉塵的特點(diǎn)，同時(shí)深入研究長(cháng)距離電氣傳輸信號穩定及防干擾的問(wèn)題，在保留原產(chǎn)品自身結構緊湊、抗沖擊性能優(yōu)越的基礎上，推出EV100P、HV115R等重載增量型編碼器，以及SAM90P大軸套絕對值多圈編碼器，可以滿(mǎn)足上述工況的特殊需求，在這一領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢，產(chǎn)品特點(diǎn)如下：
◆ 軸套安裝，節約空間。
◆ 金屬外殼，可以承擔較高徑向力和軸向力負載。
◆ 采用高穩定性的光學(xué)二極管采集技術(shù)，配合IC-Hause驅動(dòng)電路技術(shù)確保產(chǎn)品長(cháng)距離傳輸穩定運行。
◆ 最高IP67防護等級設計，保證粉塵及其它腐蝕性氣體有效隔離，延長(cháng)產(chǎn)品使用壽命。
◆ 產(chǎn)品可在-40-+85℃寬泛的環(huán)境溫度下穩定運行，提供精確的信號輸出。
◆ 電氣輸出具備反接保護和短接保護，提高產(chǎn)品可靠性。
◆ 絕對值編碼器單圈分辨率可達16384，滿(mǎn)足現場(chǎng)精確控制要求。
◆ 多種電氣接口輸出，包括并口、SSI、總線(xiàn)型等。

5 項目使用效果
? ? 以某項目為例，垃圾吊主要負責垃圾電廠(chǎng)前處理間垃圾的堆料、倒料、投料等工作，起重量為10t、跨度為28m、配備的電動(dòng)液壓抓斗為5m3、生產(chǎn)率為1000t/d。整個(gè)項目實(shí)施完成后，對位置控制系統進(jìn)行了測試，測試采用設備帶載往復運動(dòng)，HMI畫(huà)面監控具體位置值，檢測測量與實(shí)際位置的偏差值。
? ? 測試結果顯示，編碼器反饋信號穩定，計量數值精確。在高溫粉塵工業(yè)環(huán)境下，信號可以正常輸出不受影響，經(jīng)過(guò)兩年以上的現場(chǎng)使用觀(guān)測，編碼器運行效果穩定，輸出信號無(wú)差異性突變，滿(mǎn)足用戶(hù)的應用需求。

6 結束語(yǔ)
? ? 最近幾年國內垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的垃圾焚燒廠(chǎng)開(kāi)始新建和投入運行。垃圾吊車(chē)是垃圾焚燒廠(chǎng)垃圾供料系統的核心設備，承擔著(zhù)搬運、攪拌物料及向垃圾焚燒爐供料等工作。由于工作環(huán)境條件惡劣，維修保養困難，工作負荷繁重，垃圾吊車(chē)非常容易發(fā)生故障。一旦發(fā)生故障，將嚴重影響垃圾焚燒爐的供料，嚴重時(shí)甚至造成垃圾焚燒廠(chǎng)的停運，所以編碼器作為工作位置檢測的核心部件，其選擇就顯得格外重要。目前，宜科推出的起重行業(yè)專(zhuān)業(yè)編碼器，機械使用壽命持久，電氣性能穩定，獨特的電路設計保證長(cháng)距離信號輸出精度，高防護等級配合寬泛的環(huán)境使用溫度設計，可以保證產(chǎn)品在這一領(lǐng)域內的主導地位，充分體現了宜科公司專(zhuān)業(yè)化、行業(yè)化、定制化的產(chǎn)品創(chuàng )新精神。