工业AI之路-PN绝对值多圈编码器助力造船门机启航

前言 / Introduction      

工业AI是新一轮产业变革必然发展趋势，AI的前端最需要的是数据，大量工业制造现场需要时间连续有效的、可靠的数据。人工智能 AI已经成为推动传统制造业转型升级、培育新质生产力的核心驱动力。在此背景下，GB/T 27997 - 2026《造船门式起重机》新标准的发布，标志着工业AI发展目标，赋能造船门式起重机性能可靠，安全，高效率。

这一变革的背后，是数据基础的革新。传统的开关元件仅能实现简单的启停控制，作为一种离散的指令信号，无法提供连续的过程数据。而绝对值多圈编码器作为实现精准定位与可靠通信的关键部件，能够实时输出连续、精确的位置和速度数据，为上层的AI算法提供了宝贵的实时数据流，从而满足新标准的智能化要求，实现高可靠性与稳定性的定位功能，满足起重机本地与远程的运动控制和状态监视等通讯功能。

一、智能化新标：为何定位必须“可靠且可检验”？

造船门式起重机是船舶制造中用于吊装分段、翻身作业的核心重型装备，其跨度大、起升高度高、作业环境复杂。在传统的控制模式中，定位往往依赖限位开关或增量型编码器。然而，增量编码器在断电后位置信息丢失、易受干扰产生脉冲累积误差等先天缺陷，已成为制约大型门机智能化升级的瓶颈。

新国标敏锐地捕捉到了这一痛点。所谓的“定位功能应具备独立的定位数据检验功能”，本质上是对位置检测的绝对性和冗余性提出了强制要求。这意味着系统不能仅依赖单一的信号源，必须有一种机制，能在断电重启、强电磁干扰或通信故障后，依然能提供真实、无偏差的物理位置，并能通过双路信号的比对进行自校验。

二、绝对值多圈编码器：定义“绝对”可靠

绝对值多圈编码器作为数字化位置坐标的起点，在编码器测量范围内所有的数据是全实时的，设备系统无需进行任何位置计数和圈数累加方面的算法处理，可直接引用编码器输出的数据，在其多圈旋转范围内所有的值都是唯一的。

实时的机械齿轮绝对值多圈编码器，满足真正的绝对定位

造船门机通常工作在焊接、切割、重型电机变频启动等高电磁干扰环境中，且信号传输距离远。

采用实时扫描机制的绝对值多圈编码器的机械齿轮箱为机械刚性，电子干扰对其机械刚性不产生扰动性。

采用全磁的传感器芯片的磁场为低频特性，电子干扰为高频电磁场特性，对于低频特性的永磁体磁场，很容易通过滤波去除高频特征的电子干扰。所以采用实时扫描技术的全磁编的机械齿轮箱绝对值多圈编码器，具备了很高的抗电子干扰能力的特征，抗干扰能力强，即便在长达数百米的电缆传输中，既能确保位置数据不失真，也能满足新国标对通信系统“运动控制和状态监视”的严苛要求。

“软硬兼施”，构建独立的数据校验体系 

在港口环境中，起重机常面临强风、暴雨、高温等恶劣天气条件的影响，这些外部因素可能干扰传感器的正常工作。为应对这些挑战，定位系统需采用冗余设计和高精度传感器，以确保在极端条件下仍能提供可靠的定位数据。

绝对值多圈编码器的技术特点为造船门式起重机的定位功能提供了可靠的保障。非接触式测量设计有效减少了机械磨损对编码器性能的影响，使其在高温、高湿、强振动等恶劣环境中仍能保持稳定的输出。绝对值多圈编码器支持多源数据融合技术，可与其他传感器（如激光测距仪、GNSS定位系统）协同工作，形成多层次定位体系，从而进一步提升定位系统的可靠性和鲁棒性。

二、从单点感知到系统智能，绝对值多圈编码器赋能“通信”与“避障”

新国标不仅要求定位，还强调避障与通信。绝对值多圈编码器同样在其中扮演着核心角色：

空间感知与避障

通过在大车的左右两侧行走轮上安装绝对值多圈编码器，系统可以实时监测两侧的运行距离，实现同步纠偏，防止大跨度门机啃轨甚至脱轨。在三维空间内，结合起升机构和主、副小车的编码器数据，控制系统可以构建完整的吊具“电子围栏”，主动防止与周围障碍物或相邻起重机发生碰撞。

远程状态监视       新国标要求的远程监控功能，依赖于底层数据的数字化。绝对值多圈编码器直接输出的物理位置，可以通过工业以太网或无线GPRS实时上传至远程控制中心。这不仅实现了远程监控，还为设备预测性维护提供了数据支撑例如，通过绝对值多圈编码器数据监测电机加减速曲线，判断传动机构的健康状态。        

其中PROFINET通讯绝对值多圈编码器在造船门式起重机新标准中的作用，我们将在下一篇文章中继续分享。

结语      

GB/T 27997-2026标准的实施，是造船门式起重机从半自动化走向全生命周期数字化、智能化的重要里程碑。它将过去依赖经验的操作，转变为由数据驱动的精准控制。      

随着2026年8月1日的临近，我们有理由相信，搭载着高性能机械多圈绝对值编码器的造船门机，将成为现代化船厂中一道更加安全、高效、智能的保障线。