一种设备异常动作监测系统及自动化设备技术方案

本发明专利技术公开了一种设备异常动作监测系统及自动化设备，其包括：传感器探头、分别与传感器探头信号相连的高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元、分别与高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元相连的高速控制单元，以及与高速控制单元数据交互的可编程逻辑控制单元，其中，高速数据采集单元被配置的自高速控制单元获取设备的各个执行机构的实时动作信号，并对获取的实时动作信号进行逻辑运算，再根据运算结果确定设备的异常动作，若确定设备动作异常，则通过高速控制单元控制设备停机。相比现有技术中设备速度异常降低无法确定异常位置和原因的情况而言，本发明专利技术提供的监测系统可以实现对异常动作的诊断定位，提高动作异常调整效率。作异常调整效率。作异常调整效率。

【技术实现步骤摘要】
一种设备异常动作监测系统及自动化设备


[0001]本专利技术涉及自动化设备异常动作监测领域，尤其涉及一种设备异常动作监测系统及自动化设备。

技术介绍

[0002]现有自动化包装设备基本使用PLC程序来控制设备各部件的动作顺序，协调各部位之间的动作配合，各个部位的每一步动作都要上一步动作结束并接收到开始指令信号后才能开始动作。假如设备某个部位发生异常(比如发生动作延迟或无结束动作信号时)，就无法执行下一步动作。当一个部位或多个部位存在异常情况时，就会导致设备整体运行速度变慢，影响生产效率。然而，目前设备并没有对运行速度变慢的监测报警功能，只能靠人发现，且处理速度变慢的原因也全靠人的经验来进行维护，影响生产效率。
[0003]现有自动化包装设备大多为高速精密的自动化设备，运行过程中机构动作速度极快，一旦动作失误其影响范围较广，因此，在设备正式应用在生产的前期，就需要对设备进行调试，保证其在空载时的动作顺序和动作速度是符合要求的，排除设备的故障隐患。但是随着设备使用周期的延长，设备动作速度会自然减慢，且该速度异常降低的情况是无法识别出故障部位的，由单个部位异常导致的停机无法精确给出具体异常信号，因此需要整体停机检修以发现异常原因，而现阶段也并没有较好的系统来指导设备调试，并指出设备故障原因。
[0004]比如现有的测包机设备，测包机在运行过程中需要将物料植入包装带的包装槽内，而后包装带在设备的驱动下将承载着物料移动至下一工位。现有自动化包装设备中用于物料植入的植入机构包括吸嘴，这种机械结构的驱动存在惯性和抖动，因此在物料植入过程中总会因机械结构的动作问题发生各种物料植入不到位的问题，比如，物料未被完全植入包装槽，在包装带的移动过程中，物料在移动途中会被刮蹭、碰撞，甚至卡住设备造成故障；再比如，物料被植入包装槽内的摆姿不对，物料以侧立、倒立的姿态容纳于包装槽内，可能会卡在包装槽内，导致拿取不便，或者将包装槽的形状挤压变形，或者引起后道包装工作不便。因此，应该及时对物料植入机构的动作进行调节，而现有物料植入机构的动作调节由技术人员凭经验调整，没有具体的数据管控，这使得实际生产过程中物料立料等问题多发。且物料植入机构的动作调节涉及插入部行程、安装距离、传感器参数等因素，异常调整时的专业程度高，需要借助示波器等专用工具，整体调节效率低下。
[0005]基于此，应当对现有的自动化包装设备的动作机构进行监控调整，使得设备动作情况能够被实时监控，当设备动作出现较大偏差或有导致动作不到位的前兆时就立即指出异常部位进行实时调节，避免大偏差导致的多次停机问题，使得设备动作可以得到监控。
[0006]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的不足，提出一种设备异常动作监测系统及
自动化设备。采用的具体方案如下：
[0008]一种设备异常动作监测系统，其包括：传感器探头、分别与所述传感器探头信号相连的高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元、分别与所述高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元相连的高速控制单元，以及与所述高速控制单元数据交互的可编程逻辑控制单元，其中，
[0009]所述传感器探头被配置的实时监测设备的各个执行机构的动作信号，获得表征设备各个执行机构的动作状态的模拟量信号；所述多通道数字化传感器单元被配置的将所述模拟量信号转化为数字信号后发送至所述高速控制单元和所述可编程逻辑控制单元，所述数字信号被所述可编程逻辑控制单元显示；所述高速控制单元被配置的获得表征设备各个执行机构的动作状态的信号，且实现对设备的启停控制；所述高速数据采集单元被配置的自所述高速控制单元获取设备的各个执行机构的实时动作信号，并对获取的实时动作信号进行逻辑运算，再根据运算结果确定设备的异常动作，若确定设备动作异常，则将异常动作信号发送至高速控制单元，所述高速控制单元控制设备停机。
[0010]上述技术方案中进一步的，所述可编程逻辑控制单元具有人机交互显示屏，用户通过所述人机交互显示屏对设备执行机构的各项参数进行设定，设定的参数通过所述可编程逻辑控制单元发送至所述高速控制单元中，所述高速数据采集单元自所述高速控制单元采集并存储设定参数。
[0011]进一步的，所述高速数据采集单元根据采集的所述设定参数对获取的实时动作信号进行逻辑运算，以判定所述设备动作是否异常，若确定设备动作异常，则将异常动作信号发送至高速控制单元，所述高速控制单元通过所述人机交互显示屏显示报警信息。
[0012]进一步的，所述高速数据采集单元包括信号调理模块、信号处理模块、通信模块、存储模块和输入输出模块；所述信号调理模块包括隔离滤波电路和隔离缓冲电路；所述信号处理模块包括内部中断控制器、内部定时器和逻辑运算器；所述高速控制单元与所述可编程逻辑控制单元将采集到的动作信号发送至所述高速数据采集单元中，所述动作信号被所述隔离滤波电路处理后发送至所述信号处理模块；所述传感器探头监测到的模拟量信号被所述隔离缓冲电路处理后发送至所述信号处理模块中，所述信号处理模块将所述模拟量信号转换为数字信号。
[0013]进一步的，设备启动时，所述高速数据采集单元的信号处理模块自所述高速控制单元和所述可编程逻辑控制单元采集一个设备的动作信号作为基准信号，且将所述信号存储在所述存储模块中；所述高速数据采集单元采集到所述基准信号后，所述内部中断控制器被触发，所述内部定时器启动定时；所述存储模块内存储有设备的动作周期，所述内部定时器监测所述动作周期，在一个所述动作周期内，所述基准信号作为所述高速数据采集单元采集的信号的比较基准；所述高速数据采集单元自所述传感器探头采集模拟量信号的时间间隔以所述基准信号的采集时间为基准，所述内部定时器记录每个信号的采集时间。
[0014]进一步的，所述逻辑运算器将所述高速数据采集单元采集的信号和基准信号进行比较运算，且根据所述内部定时器对各个信号的采集时间对设备各个动作信号间的实际节拍进行计算，将计算结果通过通信模块发送至所述可编程逻辑运算单元中，并通过可编程逻辑运算单元的人机交互显示屏显示。
[0015]进一步的，所述高速数据采集单元进行初次参数学习时，设备被控制的以标准动
作节拍启动运行，所述高速数据采集单元采集设备各个动作机构的动作信号，并通过所述信号处理模块处理得到所述设备的标准动作节拍，且将所述标准动作节拍记录在所述存储模块中。
[0016]进一步的，设备运行过程中，所述高速数据采集单元实时采集所述设备的各个动作机构的动作信号，通过所述信号处理单元处理得到一段时间内设备的实际动作节拍，并将所述实际动作节拍与所述标准动作节拍进行比较运算，得到设备异常动作时段、异常动作位置，并将得到的所述异常动作时段、异常动作位置以异常信号形式发送至所述高速控制单元和可编程逻辑运算单元中，所述高速控制单元根据所述异常动作信号对设备的动作机构进行动作调整或控制设备停机；所述可编程逻辑运算单元将所述异常信号显示在人机交互显示屏上，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备异常动作监测系统，其特征在于，其包括：传感器探头、分别与所述传感器探头信号相连的高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元、分别与所述高速数据采集单元和多通道数字化传感器单元相连的高速控制单元，以及与所述高速控制单元数据交互的可编程逻辑控制单元，其中，所述传感器探头被配置的实时监测设备的各个执行机构的动作信号，获得表征设备各个执行机构的动作状态的模拟量信号；所述多通道数字化传感器单元被配置的将所述模拟量信号转化为数字信号后发送至所述高速控制单元和所述可编程逻辑控制单元，所述数字信号被所述可编程逻辑控制单元显示；所述高速控制单元被配置的获得表征设备各个执行机构的动作状态的信号，且实现对设备的启停控制；所述高速数据采集单元被配置的自所述高速控制单元获取设备的各个执行机构的实时动作信号，并对获取的实时动作信号进行逻辑运算，再根据运算结果确定设备的异常动作，若确定设备动作异常，则将异常动作信号发送至高速控制单元，所述高速控制单元控制设备停机。2.根据权利要求1所述的设备异常动作监测系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制单元具有人机交互显示屏，用户通过所述人机交互显示屏对设备执行机构的各项参数进行设定，设定的参数通过所述可编程逻辑控制单元发送至所述高速控制单元中，所述高速数据采集单元自所述高速控制单元采集并存储设定参数。3.根据权利要求2所述的设备异常动作监测系统，其特征在于，所述高速数据采集单元根据采集的所述设定参数对获取的实时动作信号进行逻辑运算，以判定所述设备动作是否异常，若确定设备动作异常，则将异常动作信号发送至高速控制单元，所述高速控制单元通过所述人机交互显示屏显示报警信息。4.根据权利要求1所述的设备异常动作监测系统，其特征在于，所述高速数据采集单元包括信号调理模块、信号处理模块、通信模块、存储模块和输入输出模块；所述信号调理模块包括隔离滤波电路和隔离缓冲电路；所述信号处理模块包括内部中断控制器、内部定时器和逻辑运算器；所述高速控制单元与所述可编程逻辑控制单元将采集到的动作信号发送至所述高速数据采集单元中，所述动作信号被所述隔离滤波电路处理后发送至所述信号处理模块；所述传感器探头监测到的模拟量信号被所述隔离缓冲电路处理后发送至所述信号处理模块中，所述信号处理模块将所述模拟量信号转换为数字信号。5.根据权利要求4所述的设备异常动作监测系统，其特征在于，设备启动时，所述高速数据采集单元的信号处理模块自所述高速控制单元和所述可编程逻辑控制单元采集一个设备的动作信号作为基准信号，且将所述信号存储在所述存储模块中；所述高速数据采集单元采集到所述基准信号后，所述内部中断控制器被触发，所述内部定时器启动定时；所述存储模块内存储有设备的动作周期，所述内部定时器监测所述动作周期，在一个所述动作周期内，所述基准信号作为所述高速数据采集单元采集的信号的比较基准；
所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德根，
申请(专利权)人：苏州优斯登物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：