前言 / Introduction      

工業(yè)AI是新一輪產(chǎn)業(yè)變革必然發(fā)展趨勢，AI的前端最需要的是數(shù)據(jù)，大量工業(yè)制造現(xiàn)場需要時(shí)間連續(xù)有效的、可靠的數(shù)據(jù)。人工智能 AI已經(jīng)成為推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的核心驅(qū)動(dòng)力。在此背景下，GB/T 27997 - 2026《造船門式起重機(jī)》新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，標(biāo)志著工業(yè)AI發(fā)展目標(biāo)，賦能造船門式起重機(jī)性能可靠，安全，高效率。

這一變革的背后，是數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的革新。傳統(tǒng)的開關(guān)元件僅能實(shí)現(xiàn)簡單的啟?？刂疲鳛橐环N離散的指令信號(hào)，無法提供連續(xù)的過程數(shù)據(jù)。而絕對(duì)值多圈編碼器作為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位與可靠通信的關(guān)鍵部件，能夠?qū)崟r(shí)輸出連續(xù)、精確的位置和速度數(shù)據(jù)，為上層的AI算法提供了寶貴的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，從而滿足新標(biāo)準(zhǔn)的智能化要求，實(shí)現(xiàn)高可靠性與穩(wěn)定性的定位功能，滿足起重機(jī)本地與遠(yuǎn)程的運(yùn)動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)視等通訊功能。

一、智能化新標(biāo)：為何定位必須“可靠且可檢驗(yàn)”？

造船門式起重機(jī)是船舶制造中用于吊裝分段、翻身作業(yè)的核心重型裝備，其跨度大、起升高度高、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜。在傳統(tǒng)的控制模式中，定位往往依賴限位開關(guān)或增量型編碼器。然而，增量編碼器在斷電后位置信息丟失、易受干擾產(chǎn)生脈沖累積誤差等先天缺陷，已成為制約大型門機(jī)智能化升級(jí)的瓶頸。

新國標(biāo)敏銳地捕捉到了這一痛點(diǎn)。所謂的“定位功能應(yīng)具備獨(dú)立的定位數(shù)據(jù)檢驗(yàn)功能”，本質(zhì)上是對(duì)位置檢測的絕對(duì)性和冗余性提出了強(qiáng)制要求。這意味著系統(tǒng)不能僅依賴單一的信號(hào)源，必須有一種機(jī)制，能在斷電重啟、強(qiáng)電磁干擾或通信故障后，依然能提供真實(shí)、無偏差的物理位置，并能通過雙路信號(hào)的比對(duì)進(jìn)行自校驗(yàn)。

二、絕對(duì)值多圈編碼器：定義“絕對(duì)”可靠

絕對(duì)值多圈編碼器作為數(shù)字化位置坐標(biāo)的起點(diǎn)，在編碼器測量范圍內(nèi)所有的數(shù)據(jù)是全實(shí)時(shí)的，設(shè)備系統(tǒng)無需進(jìn)行任何位置計(jì)數(shù)和圈數(shù)累加方面的算法處理，可直接引用編碼器輸出的數(shù)據(jù)，在其多圈旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)所有的值都是唯一的。

實(shí)時(shí)的機(jī)械齒輪絕對(duì)值多圈編碼器，滿足真正的絕對(duì)定位

造船門機(jī)通常工作在焊接、切割、重型電機(jī)變頻啟動(dòng)等高電磁干擾環(huán)境中，且信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)。

采用實(shí)時(shí)掃描機(jī)制的絕對(duì)值多圈編碼器的機(jī)械齒輪箱為機(jī)械剛性，電子干擾對(duì)其機(jī)械剛性不產(chǎn)生擾動(dòng)性。

采用全磁的傳感器芯片的磁場為低頻特性，電子干擾為高頻電磁場特性，對(duì)于低頻特性的永磁體磁場，很容易通過濾波去除高頻特征的電子干擾。所以采用實(shí)時(shí)掃描技術(shù)的全磁編的機(jī)械齒輪箱絕對(duì)值多圈編碼器，具備了很高的抗電子干擾能力的特征，抗干擾能力強(qiáng)，即便在長達(dá)數(shù)百米的電纜傳輸中，既能確保位置數(shù)據(jù)不失真，也能滿足新國標(biāo)對(duì)通信系統(tǒng)“運(yùn)動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)視”的嚴(yán)苛要求。

“軟硬兼施”，構(gòu)建獨(dú)立的數(shù)據(jù)校驗(yàn)體系 

在港口環(huán)境中，起重機(jī)常面臨強(qiáng)風(fēng)、暴雨、高溫等惡劣天氣條件的影響，這些外部因素可能干擾傳感器的正常工作。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，定位系統(tǒng)需采用冗余設(shè)計(jì)和高精度傳感器，以確保在極端條件下仍能提供可靠的定位數(shù)據(jù)。

絕對(duì)值多圈編碼器的技術(shù)特點(diǎn)為造船門式起重機(jī)的定位功能提供了可靠的保障。非接觸式測量設(shè)計(jì)有效減少了機(jī)械磨損對(duì)編碼器性能的影響，使其在高溫、高濕、強(qiáng)振動(dòng)等惡劣環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定的輸出。絕對(duì)值多圈編碼器支持多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，可與其他傳感器（如激光測距儀、GNSS定位系統(tǒng)）協(xié)同工作，形成多層次定位體系，從而進(jìn)一步提升定位系統(tǒng)的可靠性和魯棒性。

二、從單點(diǎn)感知到系統(tǒng)智能，絕對(duì)值多圈編碼器賦能“通信”與“避障”

新國標(biāo)不僅要求定位，還強(qiáng)調(diào)避障與通信。絕對(duì)值多圈編碼器同樣在其中扮演著核心角色：

空間感知與避障

通過在大車的左右兩側(cè)行走輪上安裝絕對(duì)值多圈編碼器，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測兩側(cè)的運(yùn)行距離，實(shí)現(xiàn)同步糾偏，防止大跨度門機(jī)啃軌甚至脫軌。在三維空間內(nèi)，結(jié)合起升機(jī)構(gòu)和主、副小車的編碼器數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)可以構(gòu)建完整的吊具“電子圍欄”，主動(dòng)防止與周圍障礙物或相鄰起重機(jī)發(fā)生碰撞。

遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)視       新國標(biāo)要求的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，依賴于底層數(shù)據(jù)的數(shù)字化。絕對(duì)值多圈編碼器直接輸出的物理位置，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)或無線GPRS實(shí)時(shí)上傳至遠(yuǎn)程控制中心。這不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，還為設(shè)備預(yù)測性維護(hù)提供了數(shù)據(jù)支撐例如，通過絕對(duì)值多圈編碼器數(shù)據(jù)監(jiān)測電機(jī)加減速曲線，判斷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的健康狀態(tài)。        

其中PROFINET通訊絕對(duì)值多圈編碼器在造船門式起重機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)中的作用，我們將在下一篇文章中繼續(xù)分享。

結(jié)語      

GB/T 27997-2026標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，是造船門式起重機(jī)從半自動(dòng)化走向全生命周期數(shù)字化、智能化的重要里程碑。它將過去依賴經(jīng)驗(yàn)的操作，轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓴?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)控制。      

隨著2026年8月1日的臨近，我們有理由相信，搭載著高性能機(jī)械多圈絕對(duì)值編碼器的造船門機(jī)，將成為現(xiàn)代化船廠中一道更加安全、高效、智能的保障線。