基于新架构程序的YP系列大型压砖机常见故障报警分析处理

    丁亚辉 夏建华 温证钧

    摘 要：文章对YP5209及以上吨位大型液压自动压砖机电气控制系统的介绍，对人机界面压机报警内容进行分析，介绍了部分常见故障报警的处理方法。

    关健词：液压自动压砖机；PLC；新架构；报警内容的分析和处理

    1 前言

    陶瓷压砖机是陶瓷砖生产线最关键的设备，是机、电、液、计算机控制技术和陶瓷工艺技术相结合的现代高科技设备。恒力泰YP系列陶瓷液压自动压砖机（以下称压机）所采用的电气控制系统，既有西门子S7-300 系列可编程控制器，也有倍福控制器，但无论使用哪种控制器， 解决故障时遵循的方法都是一样的。以下就基于新架构程序的YP系列大型压机常见压机故障报警作简单的介绍，简要分析故障报警产生的原因，并提供一些处理方法。

    2 压机工作流程

    压机的工作流程如图1 所示。

    3 控制系统的组成

    整个系统以西门子S7-315-2DP PLC为主控制器，以西门子TP1200面板作为人机界面，采用多种传感器来进行检测，如：压力传感器、SSI位移传感器、PT100、接近开关等，执行元件主要是电磁阀、D661伺服阀、ATOS比例阀等。

    本控制系统均采用西门子产品。控制系统的硬件具体配置如下：

    电源模块PS307，1个；

    CPU 315T-2DP，6ES7 315-7TJ0-0AB0，1个；

    IM 174，6ES7 174-0AA0-0AA0，1个；

    DI数字量扩展模块，6ES7 321-1BL00-0AA0，1个；

    DI数字量扩展模块，6ES7 323-1BL00-0AA0，1个；

    DO数字量扩展模块，6ES7 322-1BF01-0AA0，3个；

    AI/AO模拟量扩展模块，6ES7 335-7HG01-0AB0，1个；

    AI/AO模拟量扩展模塊，6ES7 331-7KB02-0AB0，1个；

    HMI人机界面，TP1200，1个。

    4 常见压机故障报警的分析处理

    压机在工作过程中，控制柜的控制器和人机界面，通过通讯数据线进行实时数据交换，控制器可以对压机的工作进行自动化控制，而在人机界面上可监控压机的实时状态，并且在人机界面上进行各种工艺参数的设置，查看显示各种参数的实时数据。当出现压机故障时，人机界面实时显示故障内容或提示。

    基于新架构程序的压机人机界面报警分：A类为立即停机类，B类为循环停机类，C类为报警提示类。在自控柜上有状态指示灯，状态指示灯为三色灯，出现A类、B类报警及密码停机时，状态指示灯显示为红灯；出现C类报警时，状态指示灯显示为黄灯；压机无任何故障正常运行时，状态指示灯显示为绿灯。

    本文主要介绍YP5209及以上吨位大型压砖机人机界面常见的A类立即停机报警和B类循环停机报警。

    4.1 部分A类立即停机报警的分析和处理

    A类立即停机报警细分为两小类：卸压类立即停机报警和不卸压类立即停机报警。

    4.1.1 卸压类立即停机报警

    卸压类立即停机报警主要有以下几种。

    （1）A00紧急停机。

    分析：急停开关触发/触点损坏。

    处理：检查急停开关是否按下/触点损坏。

    （2）A01电机过载。

    分析：压机主泵电机、循环泵电机、集油泵电机等电机过载。

    处理：1）检查热继电器整定值设定是否合理；

    2）检查电机及接线是否正确；

    3）检查电机及所连接负载的机械转动是否灵活；

    4）检查FR1信号；

    5）检查压机主泵、循环泵、集油电机等断路器及辅助触点、KA14中间继电器信号。

    （3）A31上油箱液位低于检测位或缺油。

    分析：上油箱液位开关信号缺失超过2 s触发报警。

    处理：1）在加高压位置，通过油镜，检查上油箱的油是否充足；

    2）检查液位开关工作是否正常；

    3）检查液位开关对应的接线及PLC模块是否正常；

    4）如确认油位正常，确认液位开关故障，急需开机时可暂时短接液位开关信号。

    4.1.2 非卸压类立即停机报警

    非卸压类立即停机报警主要有以下几种。

    （1）A02压力继电器动作（0.2）。

    分析：压力继电器报警。

    处理：1）检查主缸压力是否超过设定值，或者设定值是否合理；

    2）检查压力继电接线是否正确。

    （2）A03压制过程中钥匙开关不在自动位（0.3）。

    分析：自动压制过程中钥匙开关触点断开。

    处理：1）检查钥匙开关是否突然转至手动，检查触点是否损坏；

    2）检查接线是否良好。

    （3）A04安全杆上、下位接近开关同时导通（0.4）。

    分析：安全杆上、下位接近开关同时接通。

    处理：1）检查检测块是否在正确位置或上下位接近开关同时被其它金属物遮挡；

    2）检查安全杆接近开关是否接线正确；

    3）检查安全杆接近开关是否完好。

    （4）A05压制过程中安全杆脱离下位（0.5）。

    分析：自动压制（含单步压制）过程中安全杆下位接近开关信号断开。

    处理：1）检查安全杆下位接近开关安装是否到位，碰铁是否接触；

    2）检查安全杆下位接近开关是否损坏；

    3）检查安全杆下位接近开关接线是否良好。

    （5）A08动梁超下限：模腔缺料（1.0）。

    分析：确定粉料接触位后，在高压阶段动梁位置大于设定的“动梁超下限报警位置”值触发报警。

    处理：1）检查“动梁内参”中的超下限位置设定值是否合理；

    2）检查动梁位移传感器磁块是否在检测范围内（包括垂直和水平方向），同时注意动梁是否在高压时偏移，导致脱开位移传感器检测范围；

    3）检查模腔是否缺料；

    4）填料深度变小导致报警；

    5）检查动梁是否超最大活动行程。

    （6）A10低压时检测到缺料（1.2）。

    分析：确定粉料接触位后，在低压1阶段动梁实时位置大于“低压缺料报警位”值触发报警。

    处理：1）检查“动梁内参”中的“低压缺料报警位置”设定值是否合理；

    2）检查动梁位移传感器磁块是否在检测范围内（包括垂直和水平方向），同时注意动梁是否在压制时偏移，导致位移传感器脱开检测范围；

    3）当填料深度变化过大時，导致原有“低压缺料报警位置”设置不合理。

    （7）A11低压未到位或离上次低压位置大于3 mm（1.3）。

    分析：在低压1结束时动梁位置小于设定的“重复压制报警位置”值触发报警。

    处理：1）检查动梁内参中的“防重压设定值”是否合理；

    2）检查动梁位移传感器磁块是否在检测范围内（包括垂直和水平方向），同时注意动梁是否在压制时偏移，导致脱开位移传感器检测范围。

    （8）A12动梁位移传感器故障报警（1.4）。

    分析：动梁位移传感器报警。

    处理：1）检查动梁位移传感器磁块是否在检测范围内（包括垂直和水平方向），同时注意动梁是否在压制时偏移，导致脱开位移传感器检测范围；

    2）检查动梁位移传感器接线是否正确；

    3）检查动梁位移传感器是否损坏；

    4）震动导致传感器数据瞬间丢失，在传感器安装位置增加防震胶垫。

    （9）A16下模未准备好（2.0）。

    分析：下模功能块使能丢失报警。

    处理：1）检查顶出位移传感器接线是否正确；

    2）感应磁块是否在检测范围内（包括垂直和水平方向）、顶出传感器本体是否完好；

    3）检查IM174模块处的接头及接线是否正确和良好；

    4）IM174模块本身是否完好；

    5）CPU故障。

    （10）A17模芯下落故障（2.1）。

    分析：二次降或三次降信号到达时，下模还在上位；或三次降信号到达时，下模还处于一次填料位置，触发此报警。

    处理：1）检查料车与压机联接的信号是否正确；

    2）检查模芯是否卡模，检查模具是否进粉；

    3）检查顶出伺服阀是否泄漏；

    4）使用微动时下模振动，调整下模伺服内参；

    5）墩料行程过短，导致墩料动作不顺畅。

    （11）A18下模未到目标位：下模运动超时（2.2）。

    分析：当一次降信号到达，持续10 s内下模还没有到达一次填料位置；当二次降信号到达，持续10 s内下模还没到达二次填料位置，触发此报警。

    处理：1）检查模芯是否出现卡模现象；

    2）使用微动时下模振动，调整顶出内参；

    3）模具卡模或进粉；

    4）墩料行程过短。

    （12）A20下模超差超时报警（2.4）。

    分析：同步顶出时，下模位置与设定位置差值大于设定报警值时，或内藏式顶出，在同步结束后15 s还未到达顶出上位位置时触发报警。

    处理：1）检查下模位移传感器接线及感应磁块；

    2）下模速度，顶出内参等设置是否合理；

    3）检查顶出伺服阀。

    （13）A21下模未到下位（2.5）。

    分析：动梁下降到粉料接触位时，下模还没有到顶出下位，触发报警。

    处理：1）检查墩料速度是否太慢；

    2）检查是否因模具皮套破损导致下模进粉，导致下模到不了下位；

    3）使用微动时下模振动，调整顶出内参；

    4）墩料行程过短。

    （14）A24推砖布料超时（3.0）。

    分析：自动状态下，推砖布料持续超过30 s的时间，触发报警。

    处理：1）检查喂料的参数设置是否合理；

    2）对于外接料车而言，检查给定的信号是否正确（包括电源、中继等）；

    3）对于压机控制的料车而言，检查喂料驱动器或变频器是否正常；

    4）检查喂料车的出现机械卡死现象；

    5）检查料车的IO点和中继是否收到料车启动信号；

    6）如首次调试开机，需检查料车内参的压机选型是否正确。

    （15）A25非推砖布料阶段料车不在后位（3.1）。

    分析：自动状态下，在循环压制过程中，非推砖布料阶段，料车后位信号缺失，触发报警。

    处理：1）检查料车后位开关及接线是否良好；

    2）检查料车后位信号至压机自控柜PLC之间的接线及模块是否良好。

    4.2 B类循环停机报警

    B类循环停机类报警主要有以下几种。

    （1）B00主泵运行信号缺失（0.0）。

    分析及处理：循环压制过程中，“主泵运行”信号缺失时间超过200 ms，检查主泵运行信号。

    （2）B01钥匙开关故障（0.1）。

    分析及处理：检查钥匙开关信号及触点。

    （3）B02油温超限（0.2）。

    分析：检测实时油温超过油温报警设定值。

    处理：1）检查冷却水塔是否正常开启；

    2）检查热电阻、模拟量模块及接线。

    （4）B08压制行程超出全行程（1.0）。

    分析：压制过程中检测到压制行程大于设定的全行程，避免上模脱落时保护压机。

    处理：1）重新设置全行程和压制行程；

    2）检查上模是否掉磁或脱落，检查动梁是否超出最大行程。

    （5）B10磚坯连续5次超厚度报警停机。

    分析： 连续5次实时厚度偏差大于设定的厚度偏差上下限，触发此报警停机。

    处理：1）检查厚度偏差上下限是否合理；

    2）是否使用了自动调整厚度模式，改用手动；

    3）检查高压压力及粉料水分波动情况。

    （6）B21泵站油箱压力过低（2.5）。

    分析：下油箱压力继电器低于1 bar时，触发此报警。

    处理：1）检查下油箱滤前滤后压力表读数是否低于0.3 MPa，必要时请更换滤芯；

    2）检查下油箱过滤器是否堵塞，必要时请更换滤芯；

    3）检查油温是否过低，导致黏度过大；

    4）检查下油箱压力继电器、模拟量模块及接线。

    （7）B12低压1位移超设定值（1.4）/B13低压2位移超设定值（1.5）/B14中压位移超设定值（1.6）/B15高压位移超设定值（1.7）。

    分析：低压1/低压2/中压/高压用位移控制时，压缩粉料行程超位移设定值上下限。

    处理：检查比例阀开度是否过大或过小，引起压力变化，压缩位移量变化过大。

    （8）B17低压1超设定值（2.1）/B18低压2超设定值（2.2）/B19中压超设定值（2.3）/B20高压超设定值（2.4）。

    分析：低压1/低压2/中压/高压用压力控制或闭环控制时，检测压力值超压力设定值上下限。

    处理：1）检查比例阀开度是否不合理，引起压力变化过大；

    2）检查压力波动情况，检查压力传感器、模拟量模块及接线。

    5 结语

    压机在工作过程中，通过人机界面的故障报警显示，快速判断故障产生的原因。本文主要介绍了基于新架构程序的YP5209以上大型YP系列压机的电气控制系统，分析其人机界面故障报警的原因，为使用者提供了一些高效快捷排除故障的处理方法。

    参考文献

    [1] 张还， 刘学良. PLC和触摸屏技术在砌块砖机控制系统中的应用[J]. 砖瓦， 2009（5）：23-25.

    [2] 殷华文， 王林鸿， 刘宏伟，等. 触摸屏监控器在PLC控制系统中的应用[J]. 电气自动化， 2001， 23（2）：64-66.