数事技术与责用
数控技术
基于PLC的吊粒烫色机构的故障检测与处理
王泰越1蔡寿将2
(1.山东大学机械工程学院山东济南250002；2.杭州电子科技大掌电子信息学院浙江杭州310018)
摘要：吊粒烫色机构为自动吊粒生产设务中的数障多发部件，且故障排除步碳较繁项、时间较长。针对该情况，采用PLC作为机构核心控制器件，改进系统中的各个工作模块使其能记录本模块的运行参数，且具备通信功能。PLC通过与各个模块的交互，来判断当前系统的工作状态，在数障发生时能够对故障类型和位置等进行判断，利用人机界面提示详细的故障信息，并能够利用控制系统进行相应的故障预处理，以减少维修人页的工作量。
关键词：PLC烫色机构
故障检测
文献标识码：A
中图分类号：TP277 1、引言
文章编号：1007-9416(2011)09-0005-02
了操作人员对系统的调试，还增强了系统的故障处理能力。在上下烫板间放置压力检测装置，测量烫色时的板间压力。
自动吊粒生产设备中的吊粒烫色机构主要由烫板、温度检测与控制装置、烫色纸传动装置、气动装置等组成，其外部视图如图1所
示。影响吊粒烫色质量的因素较多，如烫色时间、压力和温度等，因此对烫色机构的性能要求比其他工作模块如注塑，打线机构等更
高，也更容易易发生故障。
回收障
（o） o
类金纸筒
电机
驱度控制烫板
类板温度控制
气頭
电热编、 ZZZZ 电热围
港度信号湛滨信号
图1烫色机构外部视图
烫金缓篇 0
回收商
传统烫色系统中，故障的检测与排除、设备的启停等皆由操作人员手动完成，缺点在于由于设备较为复杂，操作人员需要监控多个工作模块，因此从故障发生到作业暂停往往会有一定的延时，导致系统带故障作业，且故障的检测亦需要花去一定时间。操作人员需要进行的动作较多，而在系统同时发生多个故障时，往往让人手足无措。PLC(可编程序控制器)专为工业控制应用而设计，在各种控制场合得到了越来越广泛的应用，随着技术的发展和功能的不断完善，PLC在设备或系统的故障检测与诊断方面的应用也得到了进一步的重视和加强。 2、系统框图
基于PLC的吊粒烫色机构，其系统总体框图如图1所示。PLC作为系统的核心控制器件，与系统的各个控制机构的交互还可以使其能收集到各个部件的运行状态信息，这为PLC作为系统的故障诊断与处理器件创造了条件。本系统的烫色纸带动电机采用步进电机，其具有运行精度高，转动惯性低，转动误差不叠加等优点，可以有效地提高烫色纸利用率和减少叠烫现象的发生。PLC可实现对步进电机的转动速度、角度、方向以及启停进行全方位控制，不仅方便
人机界面
万方数据
PLC 控制器
质色纸传动装置气动装置
温度与压力控制装置
图2系统总体框图
3、故障检测与处理
相比于传统的机器，由于该烫色机构采用了PLC.步进电机等智能器件，使其不仅在运行性能、稳定性等方面其有优势，而且增加了系统的故障检测与处理功能。PLC通过对温度、压力等系统运行参数进行实时监测，在机器遇到故障时根据检测参数进行分析和逻辑判断，通过人机界面逐条显示警告信息，提示操作人员故障发生的成因与发生位置，从面能迅速进行故障预处理，如停止电机，释放烫板、停止加热等。本文将就吊粒烫色中的常见故障进行分析，并给出相应的处理办法。
3.1温度异常
烫板温度是影响吊粒烫色质量的一个重要因素，过高温度会溶解塑料主体从而出现烫花、烫糊的现象，而温度过低会导致烫色不完全、易脱落等情况。由于温度因素是诸多因素中最难控制的，因此加热模块一般不如其他模块稳定，且较容易损坏。而传统温度控制器件一般是单独的模块，如常用的XMT系列数显温控仪，在温度出现异常时只能通过指示灯和蜂鸣器来提醒工作者，无法描述具体的异常信息也不会自动对故障做任何处理。
本系统采用PLC专用温度扩展板XP3-2TC-P-BD搭建温度控制模块，该扩展板具有两个输人通道[4]，可分别监测和控制上、下烫板温度。PLC可通过该扩展板直接读取温度信号，并通过人机界面实时显示。人机界面中的温度控制页面还可提供上下烫板的工作温度值及其上下限的设置。
当PLC检测到温度异常时，PLC通过判断传送异常信号的通道和实际温度信号值，来判断故障发生位置（上方或下方烫板)和故障信息（温度过高或过低），并通过简洁清晰的文字描述显示于人机界面中。同时，采取相应的预处理措施，包括：(1)释放烫板：(2)停止电机；由于采用步进电机可对烫色纸行进距离进行精确控制，因此，一且故障发生，PLC会首先判断当前工作状态，选择立刻停止或继续运行一段给定距离，以保证将烫色纸的已烫色段全部带出。这样，在故障排除时，无须再进行人工调整即可投人运行。(3)关停出现温度异常的加热模块。(4)暂停其他相关部件的运行。检修人员可以根据提示信息直接进行故障处理，从而大大缩短了故障排除时间。
3.2压力异常
在下板上左右两边各安装一个压力传感器，通过扩展板将烫板两端的压力信号输人到PLC中，可通过人机界面设置压力上下限，以及左右两端压力之差的最大值，烫板压力的过大和过小所导致的结果分别类似于温度过高和过低的情况，而左右两端的压力差如果太大会导致吊粒烫色的不均匀。当板间压力出现异常时，则自动执行温度异常时(1)、(2)(4)的处理办法，并在人机界面中给出故
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