HZW系列閘門開度傳感器

使 用 說 明 書（13.0版）

徐州海河水文設備有限公司

一、 概述：閘門開度測控儀水庫河道觀測設備

HZW系列閘門開度傳感器是針對閘門測量的特點，采用光電式或接觸式編碼器，在內部配以精密的變速機構制造而成。其輸出信號有并行格雷碼、串行RS485、4-20mA標準模擬量以及SSI同步串行信號等多種方式供用戶選擇。該傳感器安裝方便，適應性強，穩定可靠，集檢測與A/D轉換為一體，具有斷電記憶跟蹤功能。適合對各類閘門（平板門、弧形門、人字門、門機、橋機等）的起吊高度進行測量。其功能、特點，可靠性等深受廣大水利水電工程技術人員的信賴和好評。

二、 主要技術指標：閘門開度測控儀水庫河道觀測設備

該傳感器的技術指標主要取決于所配編碼器，可選配的編碼器有：HGD65535光電編碼器、HJZ8192接觸式編碼器、12*12編碼器或各種進口編碼器。

1、 HGD65535光電編碼器

編碼特性：每周1024組編碼，連續64周（即1024*64）

工作電壓：DC12-24V

外型尺寸：見圖1

使用環境溫度：-20℃～+85℃（不結露）
保存環境溫度：-25℃～+85℃

消耗電流：≤80mA

防護等級：IP64

輸出信號（可選）：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號

2、 HJZ8192接觸式編碼器(485、4-20MA信號帶轉換盒）

編碼特性：每周128組編碼，連續64周（即128*64）

工作電壓：DC12-24V（格雷碼無需電源）

外型尺寸：見下圖

使用環境溫度：-20℃～+85℃（不結露）
保存環境溫度：-25℃～+85℃

消耗電流：485≤6mA,4-20MA≤25mA（格雷碼無消耗）

防護等級：IP64

輸出信號（可選）：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；

3、 JX8192機械編碼器

編碼特性：每周32組編碼，連續256周（即32*256）

工作電壓：DC12-24V

外型尺寸：見下圖

使用環境溫度：-20℃～+85℃（不結露）
保存環境溫度：-25℃～+85℃

消耗電流：≤25mA

防護等級：IP64

輸出信號（可選）：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號

4、12*12編碼器

編碼特性：編碼，4096*4096

工作電壓：DC12-24V

外型尺寸：下圖

使用環境溫度：-20℃～+85℃（不結露）
保存環境溫度：-25℃～+85℃

    消耗電流：12V電源29毫安；24V電源16毫安。輸出接口和供電電壓不同影響該參數

防護等級：IP65

輸出信號：A-4-20毫安；B-并行格雷碼；M-RS485；S-串行SSI信號

三、接線關系

1、光電接線（用不到的功能線忽略）：

2、光電、磁電編碼器接線（用不到的功能線忽略）：

3、8192并行格雷碼：

19芯航空插頭，1—114為數據從低到高D0-D13，19為公用線

4、JX8192機械編碼器接線關系：

4.1、485接口（4芯航插）：1-485A；2-485B；3-+12V；4-GND。        

4.2、格雷碼接口（19芯航插）： 1—13為數據D0-D12，19為公共端。

4.3、模擬量接口（6芯航插）：1-485A；2-485B；3-4-20mA +；4-4-20mA -；5-+12V；6-GND

四芯航插示意圖                                         6芯航插示意圖

四、安裝使用及注意事項：

1、本傳感器屬于高精度儀器，安裝時嚴禁敲擊和摔打碰撞。

2、傳感器與外部聯接應避免剛性連接，而應采用聯軸器、連接齒輪或同步帶聯接傳動。

3、安裝時注意其允許的軸負載，不得超過極限負載。

4、注意不要超過編碼器的極限轉速，如超過極限轉速時，電信號可能會丟失。

5、接線務必正確，錯誤接線可能會導致傳感器內部電路損壞。

6、請不要將傳感器的輸出線與動力等線繞在一起或同一管道傳輸，也不宜在配線盤附近使用，以防干擾。

五、 閘門開度傳感器安裝方法（圖片以接觸式編碼器為例）：

前言：在安裝閘門開度傳感器之前首先要確定：開度傳感器的安裝位置，只有確定好安裝位置后才能確定具體采用以下哪種方式進行連接。

（一）、閘門開度傳感器與卷揚啟閉機的安裝方法（推薦1、2、3種方法）

1、彈性聯軸器安裝：傳感器出軸通過聯軸器直接與起閉機卷揚軸或小齒輪軸連接。

①在啟閉機的安裝軸上打三個M5深20mm的螺孔，將帶軸法蘭盤固定在安裝軸上。

②按照傳感器支架安裝孔的尺寸要求，在安裝軸的下方適當位置安裝一塊水平的安裝支板。

③將傳感器支架固定在安裝支板上，注意一定要使傳感器伸出軸與安裝軸盡量保持同軸度，當高度或不同軸度太大時，可在支架下方增加墊塊來調整。然后緊固四個安裝地腳螺釘(M6螺絲)。

④將彈性聯軸器分別緊固在傳感器的伸出軸和連接法蘭上即可。

彈性聯軸器

2、偏心軸器安裝：傳感器出軸通過偏心聯軸器直接與起閉機卷揚軸或小齒輪軸連接。

①在啟閉機的安裝軸上打三個M5深20mm的螺孔，將偏心法蘭盤固定在安裝軸上。注意要將偏心法蘭的中心孔與安裝軸的中心盡量保持同心。

②按傳感器支架安裝孔的要求，在安裝軸的下方適當位置安裝一塊水平的安裝支板。

③將傳感器支架固定在安裝支板上，注意一定要使傳感器伸出軸與安裝軸盡量保持同軸度，當高度或不同軸度太大時，可在支架下增加墊塊來調整。然后緊固四個安裝地腳螺釘(M8螺絲)。

④將偏心聯軸器另一頭套在傳感器軸上，擰緊傳感器軸端的偏心聯軸器的緊固螺釘。

3、齒輪連接：傳感器伸出軸通過齒輪直接與起閉機卷揚軸或小齒輪軸連接。

①在啟閉機的安裝軸上打三個M5深20mm的螺孔，將帶軸法蘭盤固定在安裝軸上。

②按照傳感器支架安裝孔的尺寸要求，在安裝軸的下方適當位置安裝一塊水平的安裝支板。

③將齒輪分別套在傳感器伸出軸和法蘭盤接頭上，并擰緊螺釘，使其兩個齒輪咬合完好。然后將傳感器支架固定在安裝支板上，并擰緊M6螺絲。

注：通過此連接方式，安裝調整方便，安裝高度調整范圍大。并可根據需要擴大或縮小傳感器的圈數。

4、采用鏈輪鏈條安裝方式：此方式是通過鏈條傳動帶動傳感器軸的轉動，主用用于傳感器安裝空間位置有限的地方。先把一只鏈輪安裝在與起閉機卷揚軸或小齒輪軸連接，把另一只鏈輪安裝到傳感器伸出輪上然后套上鏈條，根據鏈條的長度選取傳感器的安裝位置，注意鏈條要有一定的自由下垂度，如果拉的太緊容易拉傷傳感器伸出軸，兩鏈輪要保護平行否則鏈條易脫輪。

5、采用吊裝（測繩、測量輪、垂錘）安裝方式：在閘門（平板門、弧形門等）上方的適當位置安裝一塊厚度不小于4mm的安裝支板，安裝支板水平面一定要保持水平，在安裝支板上加工四個M8固定螺孔和兩個Ф22測繩過孔。注意：四個M5螺孔的位置一定要確保傳感器測量輪的繩槽中心面與測繩在測量全行程內的運動軌跡在一個垂直平面上，然后將傳感器支架固定在安裝支板上，將測量輪裝在傳感器伸出軸上。測繩一端固定在閘門適當位置，測繩另一端繞過測量輪上的繩槽后，固定在重錘上。注意：測繩長度要保證在閘門關閉時，在測量輪重錘一側的長度約為0.5m，如果測繩與測量輪不在同一垂直平面上，可以松開測量輪上的緊固螺釘，軸向微調測量輪在傳感器伸出軸上的位置，以保證在測量過程中測繩不脫槽。

（二）、閘門開度傳感器與螺桿啟閉機安裝方式：

1、 采用齒輪安裝方式：傳感器出軸通過齒輪（齒輪的齒頂距等于螺桿啟閉機的螺距）直接與螺桿啟閉機的螺紋連接。在螺桿啟閉機的適當位置安裝一塊厚度不小于4mm的安裝支板，安裝支板應保證水平。

2、 將編碼器固定在安裝支架上，齒輪裝在編碼器伸出的軸上。

3、 將傳感器支架固定在安裝支板上，注意要先確定齒輪與螺桿啟閉機聶合的位置后再固定安裝支架。安裝完成后螺桿的上升和下降便帶動齒輪的轉動，與之相連的編碼器便會測出閘門實際上升或下降的位置。

閘門開度傳感器與螺桿啟閉機安裝方式：

也可采用吊裝（測繩、測量輪、垂錘）連接方式（詳見卷揚機安裝方式5）

六、 安裝示意圖如下（推薦1、2、3、7方法）:

1、直接連接法（彈性聯軸器、偏心聯軸器、十字聯軸器等）：

2、齒輪連接法（齒輪連接方式）：

 3、人字門安裝法（彈性聯軸器連接）：

   4、吊裝連接法（通過、重錘與平板閘門聯接）：

5、液壓平門吊裝安裝法（通過重錘、測量輪、與液壓平板閘門連接）：

6、螺桿啟閉機齒輪連接安裝：

7、鏈條鏈輪連接法（鏈條鏈輪用在弧形門的連接方法）：

◆　其它應用領域：

各種閥門開度、提升機吊車定位、、機械、電力、汽車工業等各行業的高精度，長距離的位移，角度（多轉）的測量定位。

附1：12*12編碼器協議

A:作為從機按SSI協議輸出24位格雷碼編碼器數據，格式如下：

MSB數據高位，LSB數據位，D1～Dn是24位格雷碼，S位是0，如果只讀24位也沒問題 ，  

T=1/f，頻率100K～1MHz，Tm=10-30uS，Tp應大于Tm

B:RS-485通訊接口，波特率：9600（出廠設置）。

協議：異步通訊方式，1起始位、8數據位、無校驗位、2停止位（兼容 Modbus 通信協議 RTU方式）。

注意：1)、波特率值：0012H、0024H、0048H、0096H、0192H、0384H，0768H，1152H，分別表示：1200bit、2400bit、4800bit、9600bit、19200bit、38400bit，76800bit，115200bit。注意寫入時正確填寫。若寫入錯誤的值，則使用默認9600bit 。

2)、設備使用未修改的波特率應答，之后使用新波特率通訊。

 標準數據儲存表（字地址空間分配，數據全部16進制）

  需注意：作為閘位計、水位計等產品，為了兼容傳統協議（數據長度1個字），0H地址為閘位或水位數據，01H地址保留。可通過公司設置軟件修改“規格 "（地址16H,為0是標準協議，1或其他是傳統閘位計、水位等）。需注意，該編碼器起始地址為0，modscan等軟件的起始地址為1。讀取長度25。

注：1、數據存儲地址10H～15H區間允許讀寫其余只讀。未標名稱的儲存空間保留

   2、正反轉設置：0＝正轉，其他＝反轉。

3、RS-485通訊地址：1～127。

4、每圈數據應小于 4096，默認等于 4095。

5、編碼器規格＝0標準協議，其他為傳統閘位計、水位計等產品協議。

4.3、4-20mA接口

4mA對應編碼器零點，20mA對應值可通過4-20毫安滿度設置線設置（注3)或通過RS485接口，用電腦軟件設置。

附2：其它編碼器485口通信協議（讀取部分）

485口通信協議MOD_HH采用Modbus通信協議(RTU方式)。海河設備作為從機。

數據字節格式：

起始位      數據位     （無奇偶校驗位） 停止位

1           8                            1

波特率：9600(可設置)

功能碼03：

利用Modbus通信協議的03功能碼，讀取傳感器或顯示器的數值（1個數值）。主機的命令格式是從機地址、功能碼、起始地址、字節數及CRC碼。從機響應的命令格式是從機地址、功能碼、數據區及CRC碼。數據區的數據是二進制碼，二個字節，高位在前。CRC碼都是二個字節，低位在前。

信息幀格式舉例：

主機呼：01      03      00    00    00    01    84      0A

站號   功能碼    起始地址    讀取點數    CRC校驗碼

                                        低       高

從機答：01       03         02        XX   XX       XX     XX

      站號    功能碼    讀單元字節     數據          CRC校驗碼

                                    高(二進制)低

上面01,03,02,XX等均為一個字節。數據為兩個字節，高位字節在前。每幀的開頭和結尾至少有3.5個字節時間的間隔。用戶在為主機編程時，除了站號（地址）和CRC校驗碼之外，其它字節的字符均采用上面的內容不變。主機格式中的讀取點數可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協議）。從機回答幀中的功能碼（03）和讀單元字節數（02）不變。CRC的檢驗內容包括從地址到CRC校驗碼之前的全部內容。