CN112162209B - 一种c800-bv包装机的驱动电源跳闸诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种C800‑BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，先根据故障信号诊断特征的差异性进行分类，然后建立驱动电源跳闸诊断模型，其分成故障因素层、分级诊断层、信息显示层；当故障产生后，MICRO‑Ⅱ控制系统接收到故障信号，此时故障因素层用于判断故障信号的分类，确定该故障信号的分类后进入分级诊断层；分级诊断层对各个不同类型的故障信号分别进行分级诊断，并将诊断结果反馈给信息显示层进行显示；本发明具有结构简单、安全可靠，在不影响原有各项控制功能的基础上，实现了对急停跳闸故障的快速精准诊断，有效解决了故障查找范围大、处理耗时长、维修效率低等难题，从而使工作人员能及时进行维修，保证包装机的工作效率。

Description

一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法
技术领域
本发明涉及一种跳闸诊断方法，具体是一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法。
背景技术
C800-BV透明纸包装机完成GDX6S包装机组的小盒透明纸包装与条透明纸包装功能，在运行过程中遇紧急事件时按下急停按钮或存在设备安全故障时，控制系统能够迅速切断设备驱动电源，有效保证了人身及设备安全。但是由于引起设备安全故障的电气元件繁多，而驱动电源跳闸保护后控制系统并未深入诊断故障原因且故障信息显示混乱。在生产运行过程中，一旦遇到驱动电源跳闸的情况，其故障查找难度大，查找时间长，严重影响设备的生产效率。
经分析，C800-BV透明纸包装机控制系统对急停跳闸故障的处理及信息显示方式存在以下三个主要问题：(1)主电机运行故障等意外事件导致的急停跳闸，控制系统对故障起因未进行深入诊断，从而对故障排查造成很大困难；(2)由于切断了机组驱动电源，控制系统会产生大量故障信息，人机界面显示出的故障信息杂乱无章，导致故障原因和故障诱因混杂在一起，无法进行区分；(3)线路的虚接、控制系统逻辑错误、主电机运行故障等意外事件导致急停跳闸后，需要操作人员介入进行复位操作，但是在复位操作过程中会将一些有维修参考价值的故障信息与其他信息一起复位消除，从而中断了后续分析的线索。因此如何能克服上述问题，是本行业的研究方向。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，通过对不同故障信号进行分类，并且分别对各个类型的故障信号进行不同的分级诊断流程，最终能显示不同故障信号所对应的具体位置，从而使工作人员能及时进行维修。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，采用的驱动电源诊断系统包括C800-BV包装机、上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统，上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统通过同轴电缆进行数据通信，MICRO-Ⅱ控制系统接收C800-BV包装机反馈的各类急停状态监测信号，具体跳闸诊断过程为：
(1)根据故障信号诊断特征的差异性进行分类：
将故障信号分成A、B和C三类，其中A类故障信号为仅需一级故障诊断过程即能确定故障的具体位置，包括6个急停按钮信号、上游机紧急停止信号、24V直流电源故障信号、急停故障钥匙开关手动打开信号、电气柜的供电等待信号和K1继电器控制的启动延迟信号；
B类故障信号为需要经过三级诊断过程确定故障的急停按钮名称和故障触点，包括急停按钮PLC输入信号与急停回路输入信号之间的逻辑关系变化信号；
C类故障信号为需要经过两级诊断过程后再经过故障溯源诊断后确定故障的具体故障元器件的代码和图纸对应的线号，包括C800和BV主电机运行故障信号中的电机停止超时、电机反转、接触器或继电器逻辑关系错误；
(2)建立驱动电源跳闸诊断模型：
驱动电源跳闸诊断模型分为故障因素层、分级诊断层、信息显示层，其中故障因素层用于判断故障信号的分类；确定该故障信号的分类后进入分级诊断层；
分级诊断层对各个不同类型的故障信号分别进行分级诊断，其中A类故障信号通过一级诊断过程后将一级诊断结果反馈给信息显示层，具体原因为：此类故障信号只需要经过一次故障诊断过程就可以确定故障的具体位置；B类故障信号依次进行三级诊断过程，并且将每一级的诊断结果反馈给信息显示层，具体原因为：由于C800-BV包装机中的急停按钮都是双回路的设计，每个急停按钮均有两个常闭触点，一路常闭触点直接接入PLC，另一路常闭触点则串联在一起组成急停回路，当单路信号发生变化时，急停回路的输入信号和单个急停按钮的输入信号之间的逻辑关系会有所变化，控制系统会进根据各个输入点的具体情况甄别最终的故障位置，因此需要三级的诊断；C类故障信号依次进行两级诊断过程后再经过故障溯源诊断，并且将每一级的诊断结果及故障溯源诊断结果反馈给信息显示层，此时工作人员能通过信息显示层及时知晓具体的故障位置；
信息显示层将分级诊断层反馈的故障信息数据在特定区域进行显示，使其与其他信息进行区分；
(3)故障信息的复位：在C800-BV包装机的控制界面增设急停跳闸复位功能开关，当故障排除后，工作人员通过急停跳闸复位功能开关来消除信息显示层显示的诊断信息，保证诊断信息不会被误删除。并且现场操作台上的复位开关对急停跳闸故障诊断系统产生的故障信息没有复位效果。
进一步，所述分级诊断层中对B类故障信号的具体诊断过程为：B类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为急停回路故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定急停按钮常闭输入点和急停回路输入点之间的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行三级诊断确定具体的急停按钮名称和故障触点位置，并反馈给信息显示层进行显示。
进一步，所述分级诊断层中对C类故障信号的具体诊断过程为：C类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为主电机急停故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定电机控制回路中错误的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行故障溯源诊断后确定具体的故障元器件的代码和图纸对应的线号，并反馈给信息显示层进行显示。
进一步，所述故障溯源诊断的具体过程为：由于C800-BV的主电机急停跳闸后切断驱动电源将造成电机驱动器、接触器、继电器等元器件恢复到初始状态，当故障源为接触器或继电器时，原有报警信息无法定位到故障元件，通过分析可知，存在三种错误的元器件逻辑关系：①电机停止继电器线圈控制信号与自身触点反馈信号逻辑状态不一致；②安全防护门信号、跳闸信号、停止继电器信号与电机运行继电器信号逻辑状态不一致；③运行继电器信号、运行接触器信号和零速继电器信号逻辑状态不一致。
为消除通信干扰和元器件之间的同步误差等影响，急停跳闸故障信号产生后，在MICRO-Ⅱ控制系统内部定义一个300毫秒的跳闸定时器，同时定义一个298毫秒的溯源定时器，用于在驱动电源跳闸瞬间记录故障元件诊断信息，进行故障溯源处理过程时：机器启动，MICRO-Ⅱ控制系统监测控制信号逻辑状态，当检测到主电机元器件逻辑关系错误时，同时启动跳闸定时器和溯源定时器分别计时，若溯源定时器计时达到298毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统对各元器件逻辑信号状态依次进行检测并记录此时状态，从而获取具体故障的继电器名称和图纸对应的线号，反之，溯源定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程；接着若跳闸定时器计时达到300毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统控制驱动电源跳闸，同时将获取的具体故障继电器名称和图纸对应的线号反馈给信息显示层进行显示，反之，跳闸定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程。
与现有技术相比，本发明先对故障类型进行分类，然后建立驱动电源跳闸诊断模型，其分成故障因素层、分级诊断层、信息显示层；当故障产生后，MICRO-Ⅱ控制系统接收到故障信号，此时故障因素层用于判断故障信号的分类，确定该故障信号的分类后进入分级诊断层；分级诊断层对各个不同类型的故障信号分别进行分级诊断，并将诊断结果反馈给信息显示层进行显示；本发明具有结构简单、安全可靠，在不影响原有各项控制功能的基础上，实现了对急停跳闸故障的快速精准诊断，有效解决了故障查找范围大、处理耗时长、维修效率低等难题，从而使工作人员能及时进行维修，保证包装机的工作效率；另外本发明通过增设急停跳闸复位功能开关，用于消除信息显示层显示的诊断信息，现场操作台上的复位开关对急停跳闸故障诊断系统产生的故障信息没有复位效果；从而保证诊断信息不会被误删除。并且本发明在基于MICRO-Ⅱ控制系统及相应程序的包装机上具有广泛适用性。
附图说明
图1是本发明跳闸故障诊断系统的整体架构图；
图2是本发明中驱动电源跳闸分层诊断模型图；
图3是本发明中故障溯源诊断的流程图。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明采用的驱动电源诊断系统包括C800-BV包装机、上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统，上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统通过同轴电缆进行数据通信，MICRO-Ⅱ控制系统接收C800-BV包装机反馈的各类急停状态监测信号，具体跳闸诊断过程为：
(1)根据故障信号诊断特征的差异性进行分类：
将故障信号分成A、B和C三类，其中A类故障信号为仅需一级故障诊断过程即能确定故障的具体位置，包括6个急停按钮信号、上游机紧急停止信号、24V直流电源故障信号、急停故障钥匙开关手动打开信号、电气柜的供电等待信号和K1继电器控制的启动延迟信号；
B类故障信号为需要经过三级诊断过程确定故障的急停按钮名称和故障触点，包括急停按钮PLC输入信号与急停回路输入信号之间的逻辑关系变化信号；
C类故障信号为需要经过两级诊断过程后再经过故障溯源诊断后确定故障的具体故障元器件的代码和图纸对应的线号，包括C800和BV主电机运行故障信号中的电机停止超时、电机反转、接触器或继电器逻辑关系错误；
(2)建立驱动电源跳闸诊断模型，如图2所示；
驱动电源跳闸诊断模型分为故障因素层、分级诊断层、信息显示层，其中故障因素层用于判断故障信号的分类；确定该故障信号的分类后进入分级诊断层；
分级诊断层对各个不同类型的故障信号分别进行分级诊断，其中A类故障信号通过一级诊断过程后将一级诊断结果反馈给信息显示层，具体原因为：此类故障信号只需要经过一次故障诊断过程就可以确定故障的具体位置；B类故障信号依次进行三级诊断过程，并且将每一级的诊断结果反馈给信息显示层，具体原因为：由于C800-BV包装机中的急停按钮都是双回路的设计，每个急停按钮均有两个常闭触点，一路常闭触点直接接入PLC，另一路常闭触点则串联在一起组成急停回路，当单路信号发生变化时，急停回路的输入信号和单个急停按钮的输入信号之间的逻辑关系会有所变化，控制系统会进根据各个输入点的具体情况甄别最终的故障位置，因此需要三级的诊断；对B类故障信号的具体诊断过程为：B类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为急停回路故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定急停按钮常闭输入点和急停回路输入点之间的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行三级诊断确定具体的急停按钮名称和故障触点位置，并反馈给信息显示层进行显示；
C类故障信号依次进行两级诊断过程后再经过故障溯源诊断，并且将每一级的诊断结果及故障溯源诊断结果反馈给信息显示层，此时工作人员能通过信息显示层及时知晓具体的故障位置；对C类故障信号的具体诊断过程为：C类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为主电机急停故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定电机控制回路中错误的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行故障溯源诊断后确定具体的故障元器件的代码和图纸对应的线号，并反馈给信息显示层进行显示；
如图3所示，其中故障溯源诊断的具体过程为：由于C800-BV的主电机急停跳闸后切断驱动电源将造成电机驱动器、接触器、继电器等元器件恢复到初始状态，当故障源为接触器或继电器时，原有报警信息无法定位到故障元件，通过分析可知，存在三种错误的元器件逻辑关系：①电机停止继电器线圈控制信号与自身触点反馈信号逻辑状态不一致；②安全防护门信号、跳闸信号、停止继电器信号与电机运行继电器信号逻辑状态不一致；③运行继电器信号、运行接触器信号和零速继电器信号逻辑状态不一致。
为消除通信干扰和元器件之间的同步误差等影响，急停跳闸故障信号产生后，在MICRO-Ⅱ控制系统内部定义一个300毫秒的跳闸定时器，同时定义一个298毫秒的溯源定时器，用于在驱动电源跳闸瞬间记录故障元件诊断信息，进行故障溯源处理过程时：机器启动，MICRO-Ⅱ控制系统监测控制信号逻辑状态，当检测到主电机元器件逻辑关系错误时，同时启动跳闸定时器和溯源定时器分别计时，若溯源定时器计时达到298毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统对各元器件逻辑信号状态依次进行检测并记录此时状态，从而获取具体故障的继电器名称和图纸对应的线号，反之，溯源定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程；接着若跳闸定时器计时达到300毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统控制驱动电源跳闸，同时将获取的具体故障继电器名称和图纸对应的线号反馈给信息显示层进行显示，反之，跳闸定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程；
信息显示层将分级诊断层反馈的故障信息数据在特定区域进行显示，使其与其他信息进行区分；在显示区域划分一个区域作为特定区域，用于故障信息的显示，使工作人员能方便观察到。
(3)故障信息的复位：在C800-BV包装机的控制界面增设急停跳闸复位功能开关，当故障排除后，工作人员通过急停跳闸复位功能开关来消除信息显示层显示的诊断信息，保证诊断信息不会被误删除。并且现场操作台上的复位开关对急停跳闸故障诊断系统产生的故障信息没有复位效果。
上述C800-BV包装机、上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统均为现有设备。

Claims (3)

1.一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，其特征在于，采用的驱动电源诊断系统包括C800-BV包装机、上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统，上位监控计算机和MICRO-Ⅱ控制系统通过同轴电缆进行数据通信，MICRO-Ⅱ控制系统接收C800-BV包装机反馈的各类急停状态监测信号，具体跳闸诊断过程为：
（1）根据故障信号诊断特征的差异性进行分类：
将故障信号分成A、B和C三类，其中A类故障信号为仅需一级故障诊断过程即能确定故障的具体位置，包括6个急停按钮信号、上游机紧急停止信号、24V直流电源故障信号、急停故障钥匙开关手动打开信号、电气柜的供电等待信号和K1继电器控制的启动延迟信号；
B类故障信号为需要经过三级诊断过程确定故障的急停按钮名称和故障触点，包括急停按钮PLC输入信号与急停回路输入信号之间的逻辑关系变化信号；
C类故障信号为需要经过两级诊断过程后再经过故障溯源诊断后确定故障的具体故障元器件的代码和图纸对应的线号，包括C800-BV主电机运行故障信号中的电机停止超时、电机反转、接触器或继电器逻辑关系错误；
（2）建立驱动电源跳闸诊断模型：
驱动电源跳闸诊断模型分为故障因素层、分级诊断层、信息显示层，其中故障因素层用于判断故障信号的分类；确定该故障信号的分类后进入分级诊断层；
分级诊断层对各个不同类型的故障信号分别进行分级诊断，其中A类故障信号通过一级诊断过程后将一级诊断结果反馈给信息显示层；B类故障信号依次进行三级诊断过程，并且将每一级的诊断结果反馈给信息显示层；C类故障信号依次进行两级诊断过程后再经过故障溯源诊断，并且将每一级的诊断结果及故障溯源诊断结果反馈给信息显示层，此时工作人员能通过信息显示层及时知晓具体的故障位置，所述故障溯源诊断的具体过程为：急停跳闸故障信号产生后，在MICRO-Ⅱ控制系统内部定义一个300毫秒的跳闸定时器，同时定义一个298毫秒的溯源定时器，用于在驱动电源跳闸瞬间记录故障元件诊断信息，进行故障溯源处理过程时：机器启动，MICRO-Ⅱ控制系统监测控制信号逻辑状态，当检测到主电机元器件逻辑关系错误时，同时启动跳闸定时器和溯源定时器分别计时，若溯源定时器计时达到298毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统对各元器件逻辑信号状态依次进行检测并记录此时状态，从而获取具体故障的继电器名称和图纸对应的线号，反之，溯源定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程；接着若跳闸定时器计时达到300毫秒时逻辑关系错误状态持续保持，则MICRO-Ⅱ控制系统控制驱动电源跳闸，同时将获取的具体故障继电器名称和图纸对应的线号反馈给信息显示层进行显示，反之，跳闸定时器的计时中断，重新进行检测及计时过程；
信息显示层将分级诊断层反馈的故障信息数据在特定区域进行显示，使其与其他信息进行区分；
（3）故障信息的复位：在C800-BV包装机的控制界面增设急停跳闸复位功能开关，当故障排除后，工作人员通过急停跳闸复位功能开关来消除信息显示层显示的诊断信息，保证诊断信息不会被误删除。
2.根据权利要求1 所述的一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，其特征在于，所述分级诊断层中对B类故障信号的具体诊断过程为：B类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为急停回路故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定急停按钮常闭输入点和急停回路输入点之间的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行三级诊断确定具体的急停按钮名称和故障触点位置，并反馈给信息显示层进行显示。
3.根据权利要求1 所述的一种C800-BV包装机的驱动电源跳闸诊断方法，其特征在于，所述分级诊断层中对C类故障信号的具体诊断过程为：C类故障信号进入分级诊断层后，驱动电源跳闸诊断模型先对该故障信号进行一级诊断确定为主电机急停故障，并反馈给信息显示层进行显示；根据一级诊断的结果进行二级诊断确定电机控制回路中错误的逻辑关系，并反馈给信息显示层进行显示；根据二级诊断的结果进行故障溯源诊断后确定具体的故障元器件的代码和图纸对应的线号，并反馈给信息显示层进行显示。
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