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摩纳哥三分彩骗局:由一個垃圾焚燒廠起重機的編碼器引起的思考

--論惡劣環境下編碼器的選型

供稿:上海精浦機電有限公司 2019/3/5 13:26:39

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  • 關鍵詞: 垃圾吊 編碼器 垃圾起重機
  • 摘要:有時候一個產品的價值不是你買的時候它值多少錢,而是后期維護成本上它是否經久耐用。一個好的產品就是該經得起狠狠的用。

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2月20日公司收到兩個現場返回來的編碼器,是安徽一個垃圾焚燒處理場用了五年的又臟又臭的絕對值多圈編碼器,因為太臟了,信號有點不穩定,用戶希望檢測一下看是否還能用嗎。擦拭干凈查看標簽一品一碼,是13年6月交貨的,就在這么臟的垃圾吊上用了五年。因為現場還有其他幾個同型號的還用得好好的,用戶處于設備維護成本考慮,要我們檢測一下是否是維修師傅誤判,是否還能繼續使用,這是用戶對我們產品的充分信任,他們認為這是一款足夠強大的產品。



那么惡劣環境下的絕對值編碼器該如何選呢?編碼器使用工程師經常掉入的誤區:


第一,是“能用就好”只剩下功能了。這個“能用”是過去在哪個級別應用?接下去用有沒有越級使用?典型的是經濟級的日系編碼器,用到了歐系電機所需要的標準工業等級上。表面上看,通上電確實是能用的。但是用下來經常這個問題那個問題的,需要返回到現場去找毛病。工程師大量的時間,浪費在去現場出差的路上。那么這個時候的性價比,已經輸在大量的人工成本浪費上了,還有什么性價比可言?


第二,就是大品牌就好,尤其是掛上“進口”兩個字,不管它是什么品牌,總以為就是好的。實際上大品牌有各種產品,編碼器不一定是它的優勢主力產品。那么進口編碼器也有等級之分的,高低的分別。你選擇的進口編碼器,他的等級是不是到位了。也就是說,它的性能是不是適用于你所使用的環境。這個你如果不了解,僅僅是對大品牌的信任,選擇了低級別的編碼器,用到了必須高級別的使用環境上去,那就要吃虧了。例如起重設備工程機械(沒有空調環境下),以及戶外使用的環境下,就必須選擇標準工業等級的編碼器了,溫度范圍需要達到85度,外殼防護等級需要達到IP67。


第三,就是這個品牌,聽說人家用得很多啦,或者它賣了很多了,這就是把“或然事件”當作了“必然事件”認識。別人家用的很多,它是用在哪個級別?哪個應用場合下?它賣了很多,是賣到了哪個級別?哪種應用場合?也許別家用得不好的并沒說出來,這可能也不僅是編碼器技術問題。


第四,設計指定或者用戶指定。這其實是早期的“設計費”“上圖費”銷售的做了工作遺留下來的問題。十多年前設計單位不熟悉編碼器,市場上可選的進口編碼器也還不多,編碼器銷售做了工作,給了樣本和“其他的許諾”,設計就上圖了。以后是天下設計一大抄,一直延伸抄到現在。而原先設計的編碼器也許早就被偷梁換柱了,既然被指定,仍然可以大搖大擺的進入。例如產地從德國換到波蘭、馬來西亞、印度,越南……,溫度從原先的85度降低了等級到70度,外殼螺絲明晃晃的,就這樣都能被指定,一旦出了麻煩工程師自認倒霉。


第五,老板要用便宜的,那么就選性價比最高的。但是,也許大部分工程師還不真正了解編碼器的性價比怎么比。例如小型加工設備、小型伺服電機,現在的編碼器用量都很大。那么這種數量多,它不代表說他的級別高,如果聽了它的大、性價比高的宣傳,編碼器被用到了“越級”高的等級上,也許就要吃虧了。它那個用的多,其實都是有局限性的,是集中在一兩個小型機器設備,一兩個專用的使用條件下的。如果換幾個機器,換幾個使用條件,也許它的適用性就不夠了,就要吃虧了。


編碼器的比較,都要在同級別上的比較,高一級的可以向下兼容,而低一級的不可以向上兼容。100個編碼器只是在一個兩個方面的應用,不如100個編碼器在十個方面的應用,這是性能的預估。


編碼器的參數分為功能參數和性能參數兩部分,功能參數就是這個編碼器可以做什么用處的。而性能參數就是保證這些用處在什么樣的工況條件下能夠保證用好它。

比如一個增量型編碼器,它的分辨率是1024,它有A B Z三相輸出,這些是它的性能參數。而它的溫度工作范圍。是從零下25度。到正85度。那么在這個溫度范圍里邊。它是可以正常工作的。超出了這個溫度范圍,就無法保證它的工作正常。這個溫度范圍就是它的性能參數?;褂釁淥閱懿問?,例如防塵防水的防護等級IP67??拐穸燃?、抗沖擊等級參數。EMC電磁兼容性抗干擾等級,信號驅動傳輸距離,等等。


編碼器的可應用范圍很廣。針對不同的應用范圍,編碼器的性能設計,它也是大致可分等級的。目前世界上還沒有一家編碼器廠家能夠做出所有的編碼器來。每一家編碼器廠家,都會根據自身的技術經驗與市場細分,找到適合自己的應用領域,來對應設計編碼器性能參數要求。


對標編碼器的性能分級,在同級別比較,那么大約可以分出這么幾級:

0星級:是沒有編碼器外殼的簡易型的編碼器芯片,或者??槭獎嗦肫?。比如單圈絕對值磁編芯片,輸出的信號是SPI信號(有些說是SSI信號,其實不能與成品編碼器標準SSI信號混淆)。


這種編碼器是給用戶做二次開發用的,直接做在某種設備里邊。如果要分星級的話,這種是沒有星級的。然后就是這種芯片與??槭降謀嗦肫韉募蛞追庾?。提供了一個轉軸、軸承、底座和外殼。外觀上看似像一個成品編碼器了。但這種產品成本很低,內部談不上有什么性能考量,僅僅是一些功能參數,沒有確定的性能,也就沒有性價比。性價比=0/1=0。


☆星級:往上一級,就是簡單地設計了內部電源啊,信號處理啊,這些最基本的成品編碼器所需要的性能參數,適用于小型加工設備。屬于小型加工設備經濟級編碼器。


這種經濟級編碼器,它主要只需要適用于一兩種機械設備能夠用,滿足有限的性能要求,然后就可以批量生產了。


星級:那么再上一級,就是經過有性能設計的小型經濟級編碼器,可以更通用一些。多種小型機械設備都能夠適用,這種針對小型設備的電氣機械等環境因素,它都是有過一定的性能設計,目前最典型的就是大量的經濟級的小型伺服電機編碼器,這種小型伺服電機的編碼器目前的市場量非常大,2500線UVW為主。各種小型伺服電機配置。

當然,有些伺服電機編碼器也有特定的性能要求和較高等級的設計,例如溫度有些設計到了120度。


星級:經濟級自動化編碼器。主要是以日系的經濟級小型PLC所配的自動化編碼器為主。


自動化的編碼器的要求比伺服編碼器的要求更高一些。因為自動化的應用環境更復雜些,具體用到哪里,預先是不知道的。那里的電氣環境,溫度范圍,現場振動,灰塵水汽防護等級的要求都要高了。典型以市場上大量日系的連接PLC的普通增量編碼器為主。


星級:歐系標準性能要求一般比日系的要求高一些,也有較經濟型編碼器和標準等級編碼器兩個級別,為了便于理解先說5星級的標準工業級編碼器。以編碼器外徑58為標準,溫度范圍從零下25度到零上85度。外殼防塵防水的防護等級達到了IP67,要求編碼器外殼圓周上沒有一顆螺絲??拐鸕燃洞锏?0G以上,電磁兼容性EMC達到了兩級。這些性能參數達到了標準工業級使用環境,可適用于各種室內與室外環境的自動化應用,這個編碼器的等級就是五星級編碼器。


星級:達不到上面這個5星要求的,只能在工廠室內使用的,只能是4星級編碼器,比如編碼器的溫度只能達到70度?;蛘弒嗦肫韉耐飪竊倉萇嫌新菟慷ち?,在各種振動及通電斷電的工作升溫降溫,熱脹冷縮的那些條件下呢,能防塵防水的防護等級就會下降,性能要比五星級的標準工業等級差一級。


也許從編碼器外殼上也可以簡易判斷等級:

低等級編碼器采用塑料外殼有螺釘,或者金屬外殼有螺釘或鉚釘

五星級編碼器采用金屬外殼,外殼沒有螺釘,溫度范圍-25度~85度。


性價比的性能有多重要?性能是要能夠保證編碼器在各種狀況下都能正常使用的,編碼器的性能設計,就是容錯性設計,對應各種可能出現的錯誤,包括內部器件和外部環境的變化,都還能保證編碼器用好。


例如:外殼防護等級的重要性,因為在編碼器通電和停電變化中,內部器件的溫度是會有變化的,這種變化引起的熱漲冷縮會引起編碼器外殼內部和外部的氣壓變化,如果防護等級不高,會有壓縮性粉塵水汽的進入,編碼器是精細電子產品,這些粉塵水汽的進入容易引起內部器件與電路的性能改變,而使編碼器出現偶發的不正常故障。

編碼器不正常引起的?;觳檣踔廖薷?,所帶來的時間人力損失成本,損害了編碼器的“性價比”,如果出現生產質量事故甚至安全事故,那損失更大。作為編碼器的性能設計者的容錯性設計,就要預估到現場可能出現的狀況。而編碼器使用者也需要評估這個編碼器一旦出現不正常了,它所帶來的出錯成本有多高。

性價比的價格是什么?

其實是用戶成本。

成本不僅僅是買一個編碼器的價格。

前面講了是性能,那么性價比中的價格,也不僅僅是簡單的把編碼器拆開來看了,看著它里面的電子元器件加起來的價格?;蛘唄蛞桓霰嗦肫韉募鄹?。


這里邊的成本是具有編碼器領域專業技術積累、售后服務、產品品質管理積累和品質保證,企業誠信度信譽,企業文化積累,等等。企業無形價值所積累的品牌價值對產品價格的附加。


對于用戶來說,還有編碼器使用過程中所需要投入的配置能力,調試維護等等的成本,以及可能發生的出錯概率所帶來的出錯成本。


無論怎樣看,性價比中的性能不可數字化。而價格是可數字化的。一個產品的價格。既有內在的品牌價值與技術支援與售后服務內容,也要考量用戶在使用中還要增加的哪些成本,以及長期使用中,還需要增加的哪些成本。


有些編碼器對于容錯性設計的不確定,往往為了防止出錯,還需要增加一些漏洞的補防措施與硬件跟進,而這些補漏的措施與硬件東西也是有成本增加投入的。


比如有些產品好是好,但需要有懂技術的專業工程師來投入去安裝、調試、維護。那么所需要附加投入的成本就比較高。而有些傻瓜型設計的產品,一個普通的電工拿著萬用表就可以去工作了,那所需要附加投入的成本就比較低,把這兩個產品比較的性價比,那就是“傻瓜型”的-電工拿著萬用表就可以去用的編碼器,它的“性價比”當然就要高很多了。


綜上所述,回到文章開頭,這個垃圾焚燒處理場用了五年的又臟又臭的絕對值多圈編碼器所具備的特質:

金屬外殼,無螺絲密壓,高抗震動等級,高防護等級,適合戶外極惡劣工況;

寬工作溫度,從我國極寒的北方到溫暖潮濕的南方都能適用,-25℃~85℃;

寬工作電壓,極性?;ず投搪繁;?,無論現場誰接線,萬一接錯線都不會燒;

4-20mA輸出,廣泛的PLC支持基礎,電工拿萬用表也能維護;

具有十幾年產品研發生產的經驗,容錯性設計,應對各種可能出現的故障;

同型號的產品在十幾項國家重點項目中應用,已然經過長期的市場檢驗;

產品一品一碼,產品質量可追溯,售后、服務、配件有保障;

只有5星級的標準工業等級編碼器,才經得起這樣的考驗。

后記:

1、profinet信號和4-20mA信號輸出的編碼器的比較


profinet編碼器是來自德國設計的先進技術,工業以太網也是將來的大趨勢。但是它的初期開發技術投入附加值高,現場使用成本也高,需要專業的工業以太網電纜,優質的接插件配置,不然現場就容易丟信號,以及懂profinet的現場工程師和以后使用的維護成本,這樣的附加成本也就高了。


中國的現場條件不同于德國,在德國現場EMC比較規范,德國工人的素養高,做事規矩。而在中國的現場,由于各家產品的混用,EMC混用后的電氣環境復雜,技術工程師與現場工人的技術素養參差不齊,也就是在德國用得很好的profinet,或者在外資工廠用得很好的profinet,換個復雜點使用環境都能用得好嗎?


你需要選擇專業的編碼器供應商,要能夠懂profinet,能夠提供售前選型與售后服務,是否有profinet信號測試手段,是否有現場出現問題能夠提供分析判斷而幫助解決問題?而用戶自己也要提升使用配置的電纜接插件與布線專業性成本,培訓工程師和現場工人,預設今后的維護保養成本與更換備件成本,那它的性價比計算,就不僅僅是看編碼器報價了。


4-20mA信號輸出的編碼器,看似一個AD轉換成本不高,但是模擬量信號的穩定與抗干擾是技術積累的活,懂得電器設計的工程師都知道,模擬電路穩定性設計的難度大于數字電路,如果是音響發燒友,知道模擬放大器的價格遠遠高于數字放大器的價格。那要靠長期的技術積累,做得好是個技術附加值。


4-20mA的使用就很簡單了,信號兩根粗一點的線,一個電工一個萬用表就能搞定的,所以它幾乎沒有附加使用成本。


2、十八個月編碼器性能反饋周期

編碼器用得好不好,編碼器的性能與性價比,最終是要由市場用戶檢驗,用戶反饋來評說的。


編碼器的市場性能反饋周期是十八個月,編碼器產品從交貨到系統集成,系統集成到終端設備,終端設備到使用現場調試,再到用戶驗收,再到終端用戶使用半年后的反饋,有多長時間?十八個月了。


所以我有一個編碼器性能反饋周期十八個月的論點,這還是沒有什么需要大的設計改動的。如果需要有大的設計改動,提升性能,再走18個月周期,就是三年了。中國現場的八國聯軍設備,日系歐系混用的電氣環境,如果再加上低端不專業的配置,現場工人素養的參差不齊,現場復雜性遠遠大于德國工廠現場,即使進口的編碼器也常常水土不服的,三年后敗下陣來,不稀奇。


選錯編碼器、用錯編碼器,總是性價比最差的。

選合適的編碼器,用好了編碼器,總是性價比最好的。

敬畏市場經濟競爭、敬畏行業規則、敬畏專業分工時間積累、敬畏風險;

切忌無知者無畏,浮夸冒進。也許出錯成本是你輸不起的。



審核編輯(王靜)
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