1 前言
随着国内工业化的发展和人民生活水平的提高，工业及生活化垃圾日益加剧，并以年增长率8%~10%的速度增长。垃圾危机迫使人们积极应对，合理科学的解决这一问题，使之缩少化、能源化、环保化。而垃圾发电产业正是将垃圾通过特殊工艺处理，合理利用，从而节约不可再生资源，实现电能的转换。
在焚烧作业过程中，垃圾需要通过抓运、搅拌、倒垛、投料、称重等一系列工序，最终进入到焚烧炉中，完成整个的工艺流程。这些工作全部需要垃圾吊车来完成，所以垃圾吊的精确控制在整个垃圾发电过程中就显得尤为重要。
目前市场上大多企业仍采用简单的继电器——接触器和PLC构成的手动（半自动）控制系统，其工作效率低，运行稳定性差、安全性无法保证。北京起重运输机械设计研究院，从现代控制理论与技术出发，结合垃圾吊的实际应用，设计出的自动控制系统，可实现整个垃圾吊工艺流程的远程控制、自动运行，来替代传统的手动控制。
宜科专注于起重机械领域行业化编码器的应用开发，量身打造的高性价比产品，其先进的自动化控制解决方案已得到了广泛应用。宜科编码器运行稳定，反馈精确，传输距离远及安全系数高，保证了垃圾吊走位定位准确，实现了实时位置闭环反馈控制，保证了设备的安全性，改善了工人的操作条件，提高了发电厂的经济效益。宜科通过大轴套型增量及绝对值编码器所提供的完美产品解决方案确定了在该行业的领先地位。
2 垃圾吊控制系统
垃圾吊一般采用双梁抓斗桥吊，它由大、小车运行机构，起升机构等设备组成，使用六瓣双绳抓斗，主要担负焚烧炉进料斗的供料和坑内垃圾的搬运、搅拌和堆放等任务。其电气控制系统采用工业控制计算机+可编程控制器(PLC)+现场总线为控制核心，编码器和变频器为主要检测元件和驱动装置。通过天车驱动电机轴同轴安装的编码器测得天车的位置信息，由PLC采集后通过现场总线送给控制计算机，同时计算机输出控制信号给变频器，驱动电机带动天车和垃圾吊运行。
3 垃圾吊项目实施方案
3.1 方案实施目标
垃圾吊车的控制系统由西门子S7-300 主站、Profibus 现场总线和分布式从站构成。主站设在控制柜里，从站设在起重机上和操作柜上，通过Profibus 建立通讯联系。系统可以实现投料及称重、搅拌和倒垛、清理、自动控制等功能。
3.2 现场实际使用中遇到的问题
与普通吊车相比，垃圾吊车在使用运行中容易存在下列问题：
（1）垃圾渗沥液存在很强的腐蚀性，坑内存在甲烷等可燃性气体，多粉尘。这些污染物进入电气设备内部，容易造成元器件腐蚀及短路等故障。
（2）垃圾坑由于防止臭气泄漏的目的，其密封性很强，加之垃圾发酵产生的热量，就直接造成夏季坑内温度很高，吊车长时间处于高温运行的状态。这样普通检测设备在这种高温环境下不但不能无法长期运行而且也无法提供精确的输出测量信号。
（3）垃圾吊上使用的编码器一般都装配在驱动电机后端，距离PLC等接收设备距离较远，尤其大型垃圾吊车整个传输距离可以达到400米左右，这样普通编码器根本无法实现。
（4）由于设备长时间往复运行，在电机正反转切换等工况下，震动较大，容易造成设备故障。
有鉴于此，垃圾吊车的工作环境十分恶劣，为多粉尘、高温、高湿和高腐蚀性气体环境，同时伴随大负载且远距离信号转输等问题，所以编码器的选择使用也就尤为重要。
4 宜科编码器提供完美产品解决方案
项目中根据垃圾吊车的大小、项目投入的比重以及技术要求等因素，来选择编码器的种类，即增量型或绝对值多圈型编码器，每部车上至少会用到三台编码器，来用做空间定位使用。
增量型编码器性价比较高，通过脉冲信号计量运算得到所需的位置信息。但存在一旦断电，所有记录信息全部清零，需要重新恢复初始状态的问题。而绝对值编码器虽然价格略高，但其通过每个位置的专有码值直接反馈绝对位置，断电后重新上电，位置不会更改，设备可以直接继续运行。
目前市场上存在的普通编码器，在大轴套重载领域，虽然在高震动模式下工作，可以保证较好的径向和轴向力。但其普遍存在着防护等级不高，抗温度干扰性能较差，尤其在传输距离上很难保证300米以上信号输出的稳定可靠性。宜科根据垃圾吊作业环境，高温、高湿和高腐蚀性气体伴随多粉尘的特点，同时深入研究长距离电气传输信号稳定及防干扰的问题，在保留原产品自身结构紧凑、抗冲击性能优越的基础上，推出EV100P、HV115R等重载增量型编码器，以及SAM90P大轴套绝对值多圈编码器，可以满足上述工况的特殊需求，在这一领域具有独特优势，产品特点如下：
◆ 轴套安装，节约空间。
◆ 金属外壳，可以承担较高径向力和轴向力负载。
◆ 采用高稳定性的光学二极管采集技术，配合IC-Hause驱动电路技术确保产品长距离传输稳定运行。
◆ 最高IP67防护等级设计，保证粉尘及其它腐蚀性气体有效隔离，延长产品使用寿命。
◆ 产品可在-40-+85℃宽泛的环境温度下稳定运行，提供精确的信号输出。
◆ 电气输出具备反接保护和短接保护，提高产品可靠性。
◆ 绝对值编码器单圈分辨率可达16384，满足现场精确控制要求。
◆ 多种电气接口输出，包括并口、SSI、总线型等。
5 项目使用效果
以某项目为例，垃圾吊主要负责垃圾电厂前处理间垃圾的堆料、倒料、投料等工作，起重量为10t、跨度为28m、配备的电动液压抓斗为5m³、生产率为1000t/d。整个项目实施完成后，对位置控制系统进行了测试，测试采用设备带载往复运动，HMI画面监控具体位置值，检测测量与实际位置的偏差值。
测试结果显示，编码器反馈信号稳定，计量数值精确。在高温粉尘工业环境下，信号可以正常输出不受影响，经过两年以上的现场使用观测，编码器运行效果稳定，输出信号无差异性突变，满足用户的应用需求。
6 结束语
最近几年国内垃圾焚烧发电行业蓬勃发展，越来越多的垃圾焚烧厂开始新建和投入运行。垃圾吊车是垃圾焚烧厂垃圾供料系统的核心设备，承担着搬运、搅拌物料及向垃圾焚烧炉供料等工作。由于工作环境条件恶劣，维修保养困难，工作负荷繁重，垃圾吊车非常容易发生故障。一旦发生故障，将严重影响垃圾焚烧炉的供料，严重时甚至造成垃圾焚烧厂的停运，所以编码器作为工作位置检测的核心部件，其选择就显得格外重要。目前，宜科推出的起重行业专业编码器，机械使用寿命持久，电气性能稳定，独特的电路设计保证长距离信号输出精度，高防护等级配合宽泛的环境使用温度设计，可以保证产品在这一领域内的主导地位，充分体现了宜科公司专业化、行业化、定制化的产品创新精神。
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