水閘閘門控制，涉及到防洪,、排洪,，引水,、排污,，通船,、發(fā)電等應用,，以及一些起重卷揚機提升的高度控制應用,，其控制安全性越來越重要,，現(xiàn)在設計已要求手動現(xiàn)地應急控制與遠程自動控制都要獨立考慮,，而對于絕對值多圈編碼器的使用，不再使用增量值編碼器或單圈絕對值編碼器,，也幾乎已經(jīng)為行業(yè)規(guī)范了,。過去，水閘控制中,，絕對值多圈編碼器大多選用了SSI（同步串聯(lián)）輸出信號,，而現(xiàn)在設計安全性的要求下，遇到了兩個困難：

一．原SSI編碼器的兩個困難

1．SSI信號手,、自控制無法獨立,。

SSI信號為時鐘同步串聯(lián)信號，點對點傳輸,，時鐘發(fā)送與信號接收只能為同一個設備,，如果編碼器信號連接現(xiàn)地閘門開度儀表,，就不能再給自動控制的PLC信號，而只能由閘門開度儀表再輸出信號給PLC,，這樣,，系統(tǒng)的可靠性都建立在閘門開度儀上，而SSI閘門開度儀售價高,，廠家良莠不齊,，存在較大安全隱患；如果編碼器信號直接輸出給PLC,，只有少數(shù)歐洲品牌PLC有SSI接口,，如西門子s7-300(S7-200就沒有)，這樣造價高,，可選面少,，而且現(xiàn)地手動控制的信號要依賴于自動控制的PLC給，失去了手動應急控制的意義,。

2．SSI信號端口無法插入防雷器,，較易被損壞。

SSI信號為“同步”串聯(lián)信號,，其實并不完全同步,，其由接收設備發(fā)送時鐘到編碼器，編碼器再發(fā)送信號到接收設備,，內部“同步”比較,，有一個同步時間差的范圍要求，一旦插入防雷器,，或電纜較長,、電纜不專業(yè)，信號的同步性超出了偏差范圍,，數(shù)據(jù)就會跳碼,，而無法正常工作。我公司過去多年研發(fā)過SSI防雷器,，在實驗階段都可以符合同步性偏差范圍,，可在現(xiàn)場條件下，往往無法保證SSI信號的同步性而跳碼,，而不得不放棄,。由于無法加入信號防雷器，SSI編碼器每年被打壞的數(shù)量很多,，包括德國著名品牌的,，例如江蘇三河閘，使用63個德國著名品牌SSI編碼器,，每年被雷擊打壞的約3-5個,。

二．絕對值編碼器雙輸出信號的解決方案

為了解決如上的問題,，三峽水電站是用了兩套閘門開度傳感器作為備份，這樣對于大多數(shù)閘門控制是不現(xiàn)實的,。在與國內水利設計單位及業(yè)主的多方討論后,，我們推出了雙輸出絕對值真多圈編碼器，用于閘門開度儀的手,、自獨立并冗余控制,，如下示意圖：

GAX60..LB絕對值真多圈編碼器，雙信號輸出為傳統(tǒng)的4—20mA和總線型RS485信號,，這兩種信號幾乎所有的PLC都有可連接的接口,，而連接的儀表也可以從大部分正規(guī)的儀表廠家找到。

這個方案的特點如下：

1．  GAX60..LB編碼器為機械齒輪組真多圈絕對值編碼器,，外形安裝尺寸完全與原來的德國進口SSI編碼器相同,，安裝上可直接替換。編碼器外殼防護等級為IP67,，溫度等級為-40度—80度,，符合水利潮濕、高低溫的使用,。

2．  雙輸出的信號為4—20mA和RS485，可傳輸距離400米—1000米（依據(jù)電纜）,，符合直接遠傳要求,；此兩種信號都有成熟的、大量已使用的防雷器,，對信號端口（無論是編碼器還是接收設備）可起到保護作用,。

3．  所有的PLC都可以有4—20mA接口，大部分的PLC也可以連接RS485信號,，這樣對于PLC的可選面就大大增加,，成本就可以下來；而4—20mA和RS485信號,，也可以找到標準的,、成熟的儀表，以增加儀表的可靠性并降低成本,。PLC和儀表,，可以相互選擇使用4—20mA信號還是RS485信號。

4．  編碼器雙信號分別進手動現(xiàn)地控制與自動PLC控制,，兩套控制既可以獨立,，又可以相互冗余，控制安全性可以大大增強,，而成本卻可以下降,。由于可以增加安裝防雷器,，今后的維護備件成本也下降了。

三．討論參考：

1．  載荷保護控制,。由于相當多的卷揚式提升機需要載荷保護,，同樣可選擇4—20mA輸出的載荷傳感器，此方案中,，閘門開度儀表可選用2路輸入的4—20mA輸入儀表,。

2. 卷揚提升機。此方案不僅僅可用于水閘閘門開度儀控制,，同樣可用于各類有安全要求的卷揚提升機高度控制,，例如鋼鐵廠煉鐵高爐小車送料控制等（已有成功案例）。