CN111025149B - 瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法,通过采集所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。相比起现有技术而言,能自动找出瓦楞纸印刷机的故障。
Description
技术领域
本发明涉及印刷机故障诊断技术领域,尤其涉及瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法。
背景技术
瓦楞纸印刷机在使用过程中会出现各种各样的故障或警告,如果故障不能被快速妥善的解决,会导致设备停产,甚至严重到影响设备的使用寿命,给设备用户造成经济损失,给设备生产厂家带来售后服务上的成本增加,想要快速准确地排除故障需要维护人员涉及多领域的知识,和丰富的经验,如何使设备用户的普通维护人员能直观快速的查找,解决设备故障并恢复到正常生产状态是需要一直努力解决的难题。
发明内容
本发明提供了楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法,用于解决现有的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法不能自动找出设备故障的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,包括:特征获取模块和控制模块,所述特征获取模块与所述控制模块连接;
所述特征获取模块用于获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给所述控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
所述控制模块用于接收并将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。
优选的,所述特征获取模块包括读取组件以及外置编码器,所述读取组件和外置编码器均与所述控制模块连接,所述读取组件用于与所述普通电机的内置编码器连接,用于读取所述普通电机的内置编码器的实际数值;所述读取组件还用于读取所述气缸驱动信号、气缸位置信号以及伺服电机驱动信号;所述外置编码器用于采集所述伺服电机的速度信号和位置信号。
优选的,所述控制模块包括第一故障判断模块、第二故障判断模块、第三故障判断模块、第四故障判断模块以及第五故障判断模块;
所述第一故障判断模块将所述伺服电机负载值与预设的负载阈值进行比较,当所述伺服电机的负载值大于所述负载阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械负载过大故障;
所述第二故障判断模块用于将所述伺服电机的同步位置信号与预设的位置阈值区间进行比较,当所述伺服电机的同步位置信号超出所述位置阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第三故障判断模块用于将所述伺服电机的速度信号与预设的速度阈值区间进行比较,当所述伺服电机的速度信号超出所述速度阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第四故障判断模块用于在所述瓦楞纸印刷机发送气缸驱动信号后的预设时间内是否接收到所述气缸位置信号来判断所述瓦楞纸印刷机是否存在气缸执行机构卡死故障,若在预设时间内为接收到所述气缸位置信号则判断所述瓦楞纸印刷机存在气缸执行机构卡死故障;
所述第五故障判断模块根据接收到的在所述普通电机内置的编码器实际数值计算所述伺服电机的传动速度,并将所述伺服电机的传动速度与预设的传动阈值区间进行比较,当所述伺服电机的传动速度超出所述传动阈值区间,则判断编码器是否损坏或者机械传动卡死。
优选的,所述控制模块还与一显示模块连接,所述控制模块内存储有与所述故障类别一一对应的故障原因、解决方法以及故障位置,所述控制模块还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将与所述故障类别对应的故障原因、解决方法以及故障位置发送到显示模块上显示。
优选的,所述控制模块还与一语音报警模块连接,所述控制模块内还存储有与所述故障类别一一对应的故障语音信息,所述控制模块还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将存储的与所述故障类别对应的故障语音信息发送给所述语音报警模块播放。
一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断方法,包括以下步骤:
获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给所述控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。
优选的,当判断所述瓦楞纸印刷机具有故障后,还包括以下步骤:
所述第一故障判断模块将所述伺服电机负载值与预设的负载阈值进行比较,当所述伺服电机的负载值大于所述负载阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械负载过大故障;
所述第二故障判断模块用于将所述伺服电机的同步位置信号与预设的位置阈值区间进行比较,当所述伺服电机的同步位置信号超出所述位置阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第三故障判断模块用于将所述伺服电机的速度信号与预设的速度阈值区间进行比较,当所述伺服电机的速度信号超出所述速度阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第四故障判断模块用于在所述瓦楞纸印刷机发送气缸驱动信号后的预设时间内是否接收到所述气缸位置信号来判断所述瓦楞纸印刷机是否存在气缸执行机构卡死故障,若在预设时间内为接收到所述气缸位置信号则判断所述瓦楞纸印刷机存在气缸执行机构卡死故障;
所述第五故障判断模块根据接收到的在所述普通电机的内置编码器实际数值计算所述伺服电机的传动速度,并将所述伺服电机的传动速度与预设的传动阈值区间进行比较,当所述伺服电机的传动速度超出所述传动阈值区间,则判断内置编码器是否损坏或者机械传动卡死。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明中的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法,通过采集所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。相比起现有技术而言,能自动找出瓦楞纸印刷机的故障。
2、在优选方案中,本发明中的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法还能识别瓦楞纸印刷机的故障类型和故障位置,并且还能将故障位置及故障原因和可能的解决方案在显示模块上显示,并通过语音报警模块来实现语音的播放,使现场人员听到故障的内容,实现故障的快速发现,诊断及恢复。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***的结构简图;
图2是本发明优选实施例中的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***结构简图;
图3是本发明优选实施例中的人机界面图;
图4是本发明优选实施例中的瓦楞纸印刷机故障自动诊断及显示控制软件操作逻辑顺序图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例一:
如图1所示,本实施中公开了一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,包括:特征获取模块和控制模块,所述特征获取模块与所述控制模块连接;
所述特征获取模块用于获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给所述控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
所述控制模块用于接收并将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。
此外,在本实施例中,还公开了一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断方法,包括以下步骤:
获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给所述控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。
本发明中的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法,通过采集所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。相比起现有技术而言,能自动找出瓦楞纸印刷机的故障。
实施例二:
实施例二是实施例一的优选实施例,其与实施例的不同之处在于,对所述楞纸印刷机故障自动诊断的***的具体结构进行了细化与优化,并对其楞纸印刷机故障自动诊断的方法进行了细化与优化:
如图2所示,本发明中的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***包括人机界面(即显示模块)、控制模块以及语音报警模块,其中,控制模块包括PLC(可编程逻辑控制器)以及输出模块,语音报警模块为语音报警器,所述输出模块分别与所述语音报警器、人机界面连接。所述人机界面和PLC通过总线连接,显示故障信息和内容,所述语音报警器与输出模块连接输出故障语音信息。
PLC内嵌有瓦楞纸印刷机故障自动诊断及显示控制软件。瓦楞纸印刷机故障自动诊断及显示控制软件通过设备故障代码比对内置的专家库***把故障发生的位置、故障原因、解决步骤等信息通过总线通讯的方式传输到人机界面上显示。
其中,所述专家库***包括第一故障判断模块、第二故障判断模块、第三故障判断模块、第四故障判断模块以及第五故障判断模块;所述第一故障判断模块将所述伺服电机负载值与预设的负载阈值进行比较,当所述伺服电机的负载值大于所述负载阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械负载过大故障;在本实施例中所述伺服电机的负载阈值设置为所述伺服电机额定功率的70%的值;当然,所述负载阈值也可以根据经验自由设定的其他值。
所述第二故障判断模块用于将所述伺服电机的同步位置信号与预设的位置阈值区间进行比较,当所述伺服电机的同步位置信号超出所述位置阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;所述位置阈值区间为[期望同步位置-0.01mm,期望同步位置+0.01mm],即当伺服电机同步位置偏差+/-0.01mm以上,判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第三故障判断模块用于将所述伺服电机的速度信号与预设的速度阈值区间进行比较,当所述伺服电机的速度信号超出所述速度阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;所述速度阈值区间为[期望速度-0.5转期望速度+0.5转],伺服电机同步位置偏差+/-0.01mm以上,即判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;即当伺服电机同步位置偏差+-0.5转以上,判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第四故障判断模块用于在所述瓦楞纸印刷机发送气缸驱动信号后的预设时间内是否接收到所述气缸位置信号来判断所述瓦楞纸印刷机是否存在气缸执行机构卡死故障,若在预设时间内为接收到所述气缸位置信号则判断所述瓦楞纸印刷机存在气缸执行机构卡死故障;所述预设时间根据经验设定。
所述第五故障判断模块根据接收到的在所述普通电机内置的编码器实际数值计算伺服电机的传动速度,并将所述伺服电机的传动速度与预设的传动阈值区间进行比较,当所述伺服电机的传动速度超出所述传动阈值区间,则判断编码器是否损坏或者机械传动卡死。所述输出模块3内存储有与所述故障类别一一对应的故障原因、解决方法以及语音报警信息、以及故障位置,当判断所述瓦楞纸印刷机具有故障后,所述PLC2还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将输出模块中的所述故障类别对应的故障原因、解决方法以及故障位置发送到显示模块上显示,警示工作人员;并且,所述PLC2还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将输出模块中故障类别对应的故障语音信息发送给所述语音报警模块播放。
其中,如图3所示,所述瓦楞纸印刷机故障自动诊断及显示控制软件操作逻辑顺序为:
110步骤:瓦楞纸印刷机故障自动诊断及显示控制软件循环采集所需设备信息(即各种故障特征参数);
111步骤:通过收集到的故障代码,故障特征值对比故障专家库***,如符合特征值则执行112步骤;
112步骤:将故障原因和可能的解决方案显示在如图4所示的人机界面上,同时执行113步骤;
113步骤:通过输出模块将报警信息传递给语音报警器,并判断所述瓦楞纸印刷机是否消除故障,如未消除故障则继续提示。
综上所述,本发明中的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法,通过采集所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障。相比起现有技术而言,能自动找出瓦楞纸印刷机的故障。
在优选方案中,本发明中的楞纸印刷机故障自动诊断的***及方法还能识别瓦楞纸印刷机的故障类型和故障位置,并且还能将故障位置及故障原因和可能的解决方案在显示模块上显示,并通过语音报警模块来实现语音的播放,使现场人员听到故障的内容,实现故障的快速发现,诊断及恢复。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,其特征在于,包括:特征获取模块和控制模块,所述特征获取模块与所述控制模块连接;
所述特征获取模块用于获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给所述控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
所述控制模块用于接收并将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障;
所述控制模块包括第一故障判断模块、第二故障判断模块、第三故障判断模块、第四故障判断模块以及第五故障判断模块;
所述第一故障判断模块将所述伺服电机负载值与预设的负载阈值进行比较,当所述伺服电机的负载值大于所述负载阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械负载过大故障;
所述第二故障判断模块用于将所述伺服电机的同步位置信号与预设的位置阈值区间进行比较,当所述伺服电机的同步位置信号超出所述位置阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第三故障判断模块用于将所述伺服电机的速度信号与预设的速度阈值区间进行比较,当所述伺服电机的速度信号超出所述速度阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
所述第四故障判断模块用于在所述瓦楞纸印刷机发送气缸驱动信号后的预设时间内是否接收到所述气缸位置信号来判断所述瓦楞纸印刷机是否存在气缸执行机构卡死故障,若在预设时间内为接收到所述气缸位置信号则判断所述瓦楞纸印刷机存在气缸执行机构卡死故障;
所述第五故障判断模块根据接收到的在所述普通电机内置的编码器实际数值计算所述伺服电机的传动速度,并将所述伺服电机的传动速度与预设的传动阈值区间进行比较,当所述伺服电机的传动速度超出所述传动阈值区间,则判断编码器是否损坏或者机械传动卡死。
2.根据权利要求1所述的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,其特征在于,所述特征获取模块包括读取组件以及外置编码器,所述读取组件和外置编码器均与所述控制模块连接,所述读取组件用于与所述普通电机的内置编码器连接,用于读取所述普通电机的内置编码器的实际数值;所述读取组件还用于读取所述气缸驱动信号、气缸位置信号以及伺服电机驱动信号;所述外置编码器用于采集所述伺服电机的速度信号和位置信号。
3.根据权利要求2所述的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,其特征在于,所述控制模块还与一显示模块连接,所述控制模块内存储有与所述故障类别一一对应的故障原因、解决方法以及故障位置,所述控制模块还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将与所述故障类别对应的故障原因、解决方法以及故障位置发送到显示模块上显示。
4.根据权利要求3所述的瓦楞纸印刷机故障自动诊断的***,其特征在于,所述控制模块还与一语音报警模块连接,所述控制模块内还存储有与所述故障类别一一对应的故障语音信息,所述控制模块还用于在判断出所述瓦楞纸印刷机发生的故障的故障类别后,将存储的与所述故障类别对应的故障语音信息发送给所述语音报警模块播放。
5.一种瓦楞纸印刷机故障自动诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取所述瓦楞纸印刷机运行时的故障特征参数,并将所述故障特征参数输送给控制模块;所述故障特征参数包括伺服电机负载值、伺服电机位置信号、伺服电机的速度信号、气缸驱动信号、气缸位置信号、普通电机的内置编码器的实际数值以及伺服电机驱动信号;
将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,若各个故障特征参数均不超过与其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机正常工作,若存在任意一个故障特征参数超出其对应的故障阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在故障;
将各个故障特征参数与其对应的故障阈值进行比较,并根据比较的结果来判断所述瓦楞纸印刷机是否具有故障,包括以下步骤:
第一故障判断模块将所述伺服电机负载值与预设的负载阈值进行比较,当所述伺服电机的负载值大于所述负载阈值,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械负载过大故障;
第二故障判断模块用于将所述伺服电机的同步位置信号与预设的位置阈值区间进行比较,当所述伺服电机的同步位置信号超出所述位置阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
第三故障判断模块用于将所述伺服电机的速度信号与预设的速度阈值区间进行比较,当所述伺服电机的速度信号超出所述速度阈值区间,则判断所述瓦楞纸印刷机存在机械传动松动故障;
第四故障判断模块用于在所述瓦楞纸印刷机发送气缸驱动信号后的预设时间内是否接收到所述气缸位置信号来判断所述瓦楞纸印刷机是否存在气缸执行机构卡死故障,若在预设时间内为接收到所述气缸位置信号则判断所述瓦楞纸印刷机存在气缸执行机构卡死故障;
第五故障判断模块根据接收到的在所述普通电机的内置编码器实际数值计算所述伺服电机的传动速度,并将所述伺服电机的传动速度与预设的传动阈值区间进行比较,当所述伺服电机的传动速度超出所述传动阈值区间,则判断内置编码器是否损坏或者机械传动卡死。
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"印刷机故障分析与诊断方法研究";赵楠;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20070815(第02期);B024-128第2、5-6、36-42页 * |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: System and Method for Automatic Fault Diagnosis of Corrugated Paper Printing Machine Effective date of registration: 20230329 Granted publication date: 20220614 Pledgee: Bank of Changsha Co.,Ltd. Zhuzhou branch Pledgor: ZHUZHOU SINOVAN PACKAGING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980036898 |