专利名称：注塑机故障预警系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种注塑机故障预警系统。
背景技术：
注塑机是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机的主要组成部件包括驱动器、马达、泵、油缸及相应的机械运动部件。上述部件依次连接，在上位机的控制下，注塑机通过驱动器实现马达的启动、停止及转速调节，从而实现了对泵的压力机流量调节，进而调节油缸的油面截面积，最终控制机械运动部件完成相应的动作。为确保正常运行，注塑机上还设置有故障报警器，在注塑机上述部件出现故障时进行报警，再由工作人员对注塑机的关键部件进行检测，以确定故障原因，进而采取相应措施消除故障。然而，故障报警器报警存在明显的滞后性，即故障报警器报警时，注塑机已经产生明显的严重故障(如马达停转)，不可避免的会导致注塑机的损坏。
发明内容有鉴于此，本申请目的在于提供一种注塑机故障预警系统，以解决现有注塑机故障报警器报警滞后的问题。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案:一种注塑机故障预警 系统，包括:检测所述注塑机的性能参数的传感器组、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器、参数比较器和显示器；其中，所述传感器组与所述注塑机连接；所述参数比较器的第一输入端与所述传感器组连接，所述参数比较器的第二输入端与所述阈值信号发生器连接；所述参数比较器的输出端与所述显示器连接。优选地，所述系统还包括:超限计数器、超限比较器和将所述注塑机的功率调节至保护功率的功率调节器；其中，所述参数比较器的输出端与所述超限计数器的低电平使能端连接；所述超限计数器的输出端与所述超限比较器的第一输入端连接；所述超限比较器的的第二输入端输入预设的超限基准信号；所述超限比较器的输出端分别与所述注塑机的停车控制部件连接和功率调节器的零电平使能端连接；所述功率调节器与所述注塑机连接。优选地，所述传感器组包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、检测马达传动效率的马达效率传感器；所述系统还包括:马达效率比较器、扭矩比较器、转速比较器和第一计时器；所述马达效率比较器的高电平使能端与所述参数比较器的输出端连接；所述马达效率比较器的第一输入端与所述马达效率传感器连接；所述马达效率比较器的第二输入端输入预设的马达效率基准信号；所述马达效率比较器的输出端与所述扭矩比较器的低电平使能端和所述转速比较器的低电平使能端连接；所述扭矩比较器的第一输入端与所述马达扭矩传感器连接；所述扭矩比较器的第二输入端输入预设的扭矩基准信号；所述扭矩比较器的输出端与所述显示器和第一计时器的低电平使能端连接；所述第一计时器与所述注塑机的停车控制部件连接；所述转速比较器的第一输入端与所述马达转速传感器连接；所述转速比较器的第二输入端输入预设的转速基准信号；所述转速比较器的输出端与所述显示器和第一计时器的低电平使能端连接。优选地，所述系统还包括:第一除法器、马达特性比较器和第三计时器；所述第一除法器的第一输入端输入马达的输入电流信号；所述第一除法器的第二输入端与所述马达转速传感器连接；所述第一除法器的输出端与所述马达特性比较器的第一输入端连接；所述马达特性比较器的第二输入端输入预设的马达特性基准信号；所述马达特性比较器的高电平使能端与所述马达效率比较器的输出端连接；所述马达特性比较器的输出端与所述第三计时器的低电平使能端连接；所述第三计时器的输出端与所述注塑机的停车控制部件连接。优选地，所述传感器组包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、泵浦压力传感器、泵浦流量传感器和检测泵浦传动效率的泵浦效率传感器；所述系统还包括:泵浦效率比较器、压力比较器、流量比较器和第二计时器；所述泵浦效率比较器的高电平使能端与所述参数比较器的输出端连接；所述泵浦效率比较器的第一输入端与所述泵浦效率传感器连接；所述泵浦效率比较器的第二输入端输入预设的泵浦效率基准信号；所述泵浦效率比较器的输出端与所述压力比较器的低电平使能端和所述流量比较器的 低电平使能端连接；所述压力比较器的第一输入端与所述泵浦压力传感器连接；所述压力比较器的第二输入端输入预设的压力基准信号；所述压力比较器的输出端与所述显示器和第二计时器的低电平使能端连接；所述第二计时器与所述注塑机的停车控制部件连接；所述流量比较器的第一输入端与所述泵浦流量传感器连接；所述流量比较器的第二输入端输入预设的流量基准信号；所述流量比较器的输出端与所述显示器和第二计时器的低电平使能端连接。优选地，所述系统还包括:第二除法器、泵浦特性比较器和第四计时器；所述第二除法器的第一输入端与所述泵浦压力传感器连接；所述第二除法器的第二输入端与所述马达扭矩传感器连接；所述第二除法器的输出端与所述泵浦特性比较器的第一输入端连接；所述泵浦特性比较器的第二输入端输入预设的泵浦特性基准信号；所述泵浦特性比较器的高电平使能端与所述泵浦效率比较器的输出端连接；所述泵浦特性比较器的输出端与所述第四计时器的低电平使能端连接；所述第四计时器的输出端与所述注塑机的停车控制部件连接。优选地，所述传感器组还包括:与机械运动部件连接的速度传感器，以及与驱动器连接的电流传感器、电压传感器和传动效率传感器。从上述的技术方案可以看出，本申请通过传感器组检测所述注塑机的性能参数，通过参数比较器将传感器组检测到的性能参数与相应的预设的阈值进行比较，并通过显示器显示参数比较器的比较结果；工作人员通过查看显示器即可得知哪个性能参数超出预设范围，从而在注塑机产生明显的严重故障、故障报警器报警之前，采取相应措施，使性能参数恢复至正常范围内，避免注塑机严重故障的产生，延长注塑机的使用寿命。因此，本申请实施例解决了现有注塑机故障报警器报警滞后的问题。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一提供的注塑机故障预警系统结构图；图2为本申请实施例二提供的注塑机故障预警系统结构图；图3为本申请实施例三提供的注塑机故障预警系统结构图；图4为本申请实施例四提供的注塑机故障预警系统结构图；图5为本申请实施例一提供的注塑机故障预警系统工作原理图；图6为本申请实施例二提供的注塑机故障预警系统工作原理图；图7为本申请实施例三提供的注塑机故障预警系统工作原理图；图8为本申请实施例四提供的注塑机故障预警系统工作原理图；图9为本申请实施例提供的马达传动效率与温度关系示意图；图10为本申 请实施例提供的电流与扭矩之比Kt与温度t的关系示意图；图11为本申请实施例提供的转速η与输出频率f的关系示意图；图12本申请实施例提供的马达输入电流与转速的关系示意图；图13本申请实施例提供的压力与扭矩之比K与温度t的关系示意图；图14为本申请实施例提供的泵浦流量与马达转速的关系示意图；图15为本申请实施例提供的泵浦压力与马达转速的关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例公开了一种注塑机故障预警系统，以解决现有注塑机故障报警器报警滞后的问题。参照图1，本申请实施例一提供的注塑机故障预警系统，包括检测所述注塑机的性能参数的传感器组1、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器2、参数比较器3和显示器4。其中，传感器组I与注塑机O连接；参数比较器3的第一输入端与传感器组I连接，参数比较器3的第二输入端与阈值信号发生器2连接；参数比较器3的输出端与显示器4连接。根据实际需要，传感器组I可以为多个检测不同性能参数的传感器或变速器，如检测马达扭矩的扭矩传感器、检测泵浦压力的压力传感器等。阈值信号发生器2可将含有性能参数的预设范围的信号发送给参数比较器3 ;每个传感器对应一个参数比较器和阈值信号发生器，共同实现对该传感器检测到的性能参数的超限判断，即确认该性能参数是否在预设范围内，并将判断结果显示在显示器上。由上述结构可知，工作人员通过查看显示器即可得知哪个性能参数超出预设范围，从而在注塑机产生明显的严重故障、故障报警器报警之前，采取相应措施，使性能参数恢复至正常范围内，避免注塑机严重故障的产生，延长注塑机的使用寿命。因此，本申请实施例解决了现有注塑机故障报警器报警滞后的问题。具体的,上述实施例一的工作原理如图5所示:S1:实时获取所述注塑机的至少一个性能参数；具体的，可通过传感器、变速器等检测设备对注塑机进行实时检测，从而获取其性能参数。 S2:判断所述性能参数是否在各自的预设范围内；具体的，可通过单片机等数据处理装置判断所述性能参数是否在各自的预设范围内，并生成判断结果。S3:分别显示对每个性能参数的判断结果。参照图2，本申请实施例二提供的注塑机故障预警系统，包括检测所述注塑机的性能参数的传感器组1、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器2、参数比较器3、显示器
4、超限计数器71、超限比较器72和将注塑机的功率调节至保护功率的功率调节器73。其中，传感器组I与注塑机O连接；参数比较器3的第一输入端与传感器组I连接，参数比较器3的第二输入端与阈值信号发生器2连接；参数比较器3的输出端与超限计数器71的低电平使能端连接；超限计数器71的输出端与超限比较器72的第一输入端连接；超限比较器72的的第二输入端输入预设的超限基准信号；超限比较器72的输出端分别与注塑机O的停车控制部件连接和功率调节器73的零电平使能端连接；功率调节器73与注塑机O连接；参数比较器3的输出端和超限比较器72的输出端均与显示器4连接。上述系统的工作过程如下:传感器组I实时获取注塑机的性能参数，并输入参数比较器3的第一输入端；阈值信号发生器2将含有性能参数的预设范围的信号输入参数比较器3的第二输入端。参数比较器3将传感器组I获取的性能参数与相应的预设范围进行比较，即判断该性能参数是否在该预设范围内，判断结果可表示为参数比较器3的输出端输出的高/低电平信号:参数比较器3的输出端输出低电平表示该性能参数不在起预设范围内，从而触发超限计数器71，超限计数器71将超限数值X加I ;相应的参数比较器3的输出端输出高电平时表示该性能参数在起预设范围内，可通过相应的连接端口，使超限计数器71将超限数值X置O。上述超限基准信号，即允许最高超限次数，通常设置为I次；超限比较器72将超限计数器71记录的超限数值X与超限基准信号“I”比较，若χ>1，则输出高电平，触发注塑机O的停车控制部件动作，注塑机立即停车；gx=l，则输出零电平，触发功率调节器73工作，将注塑机的功率调节至保护功率。同时，显示器4分别显示参数比较器3对每个性能参数的判断结果以及超限比较器72的比较结果。具体的，将注塑机的功率调节至保护功率的具体方法因性能参数而异。可在功率调节器73或其他存储介质中预先存储性能参数与功率调节参数的对应表，功率调节器73启动后，通过查询上述对应表得到相应的功率调节参数，进而调节该功率调节参数，使注塑机的功率达到保护功率。例如，若超出预设范围的性能参数为马达的转速，则可通过调节驱动器的输出电流使注塑机的功率达到保护功率，若超出预设范围的性能参数为泵浦的压力，则可通过调节驱动器的输出电压使注塑机的功率达到保护功率。因此，本申请实施例实现了注塑机自动诊断、预警和自动防护。上述系统的工作原理可表示为图6所示流程图:S1:实时获取所述注塑机的至少一个性能参数；S2:判断所述性能参数是否在各自的预设范围内，当至少一个所述性能参数不在相应的预设范围内时，执行步骤S4，否则执行步骤S3 ；S3:将超限数值X置0，并分别显示对每个性能参数的判断结果，本次自诊断结束；S4:将超限数值X加1，并分别显示对每个性能参数的判断结果；S5:当X大于I时，控制所述注塑机立即停车；当X等于I时，则将注塑机的功率调节至保护功率，并显示相应提示信息。参照图3，本申请实施例三提供的注塑机故障预警系统，包括检测所述注塑机的性能参数的传感器组1、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器2、参数比较器3、显示器
4、马达效率比较器51、扭矩比较器52、转速比较器53、第一计时器54、第一除法器55、马达特性比较器56和第三计时器57 ;其中，传感器组I包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、检测马达传动效率的马达效率传感器。上述系统各部件连接关系为:传感器组I与注塑机O连接；参数比较器3的第一输入端与传感器组I连接，参数比较器3的第二输入端与阈值信号发生器2连接；参数比较器3的输出端与马达效率比较器51的高电平使能端连接；马达效率比较器51的第一输入端与传感器组I中的马达效率传感器连接；马达效率比较器51的第二输入端输入预设的马达效率基准信号；马达效率比较器51的输出端与扭矩比较器52的低电平使能端和转速比较器53的低电平使能端连接。扭矩比较器52的第一输入端与传感器组I中的马达扭矩传感器连接；扭矩比较器52的第二输入端输入预设的扭矩基准信号；扭矩比较器52的输出端与显示器4和第一计时器54的低电平使能端连接；第一计时器54与注塑机O的停车控制部件连接。转速比较器53的第一输入端与传感器组I中的马达转速传感器连接 ’转速比较器53的第二输入端输入预设的转速基准信号；转速比较器53的输出端与显不器4和第一计时器54的低电平使能端连接。
第一除法器55的第一输入端输入马达的输入电流信号；第一除法器55的第二输入端与传感器组I中的马达转速传感器连接；第一除法器55的输出端与马达特性比较器56的第一输入端连接；马达特性比较器56的第二输入端输入预设的马达特性基准信号；马达特性比较器56的高电平使能端与马达效率比较器51的输出端连接。马达特性比较器56的输出端与第三计时器57的低电平使能端连接；第三计时器57的输出端与注塑机O的停车控制部件连接。上述系统的工作过程如下:传感器组I实时获取注塑机的性能参数，并输入参数比较器3的第一输入端；阈值信号发生器2将含有性能参数的预设范围的信号输入参数比较器3的第二输入端。参数比较器3将传感器组I获取的性能参数与相应的预设范围进行比较，即判断该性能参数是否在该预设范围内，判断结果可表示为参数比较器3的输出端输出的高/低电平信号:当该性能参数在起预设范围内时，参数比较器3的输出端输出高电平，触发马达效率比较器51工作。马达效率比较器51被触发后，将马达效率传感器获取到的马达效率Hm与预设的马达效率基准信号进行比较，若Hm与该预设的马达效率基准信号不相等，或不在该预设的马达效率基准信号表示的范围内，马达效率比较器51输出低电平，触发扭矩比较器52和转速比较器53 ;反之，马达效率比较器51输出高电平，触发马达特性比较器56。扭矩比较器52被触发后，将马达扭矩传感器检测到的扭矩J与预设的扭矩基准信号进行比较，若J与该预设的扭矩基准信号不相等或不在该预设的扭矩基准信号表示的范围内，则扭矩比较器52输出低电平,触发第一计时器54。转速比较器53被触发后，将马达转速传感器检测到的当前马达转速η与预设的转速基准信号比较，若η与该预设的转速基准信号不相等，则转速比较器53输出低电平，触发第一计时器54。第一计时器54被触发后，开始计时，当计时到第一预设时间后，触发注塑机O的停车控制部件，使注塑机O停车。第一除法器55通过除法运算得到马达的输入电流和转速之比In，马达特性比较器56被触发后，将In与预设的马达特性基准信号进行比较，若二者不相等，则马达特性比较器56输出低电平，触发第三计时器57。第三计时器57被触发后，开始计时，当计时到第三预设时间后，触发注塑机O的停车控制部件，使注塑机O停车。
`[0079]显示器4分别显示参数比较器3、马达效率比较器51和马达特性比较器56的比较结果。下面结合图7对上述实施例三所述系统的工作原理作进一步描述:S1:实时获取注塑机的性能参数；该性能参数至少包括马达的扭矩J和转速η ；S2:判断上述性能参数是否在各自的预设范围内，当至少一个性能参数不在相应的预设范围内时，执行步骤S3，若上述性能参数均在各自的预设范围内，则执行步骤S5 ；S3:分别显示对每个性能参数的判断结果，并将超限数值X加I ;S4:当X大于I时，控制注塑机立即停车；当X等于I时，则将注塑机的功率调节至保护功率，并显示相应提示信息，本次自诊断结束；S5:分别显示对每个性能参数的判断结果，将超限数值X置O ;S6:计算马达传动效率nm，如果nm与预设的马达效率基准信号不相等，或不在该预设的马达效率基准信号表示的范围内(即马达传动效率Hm异常)，则执行步骤S7，否则执行步骤S9 ；正常情况下，马达传动效率Jlm与马达的温度t的关系如图9所示。可将图9以二位数组(nm[i]，t[i])的形式存储，若当前温度为t[4]，通过查询该二维数组(nm[i]，t[i])可得到相应的马达效率基准信号nm[4]，进而判断！^是否等于nm[4]或在[ηω[4]-Δ η, ηω[4] + Δ η]内，如果是，则判定马达传动效率nm正常，否则判定nm异常。其中，λ η的值可根据实际情况设定。[0088]S7:分别判断马达的扭矩J是否等于第一预设值、马达的转速η是否等于第二预设值；其中，判断马达的扭矩J是否等于第一预设值的具体方法如下:正常情况下，马达的输入电流I与扭矩J之比Kt与马达的温度t的关系如图10所示，同样将图10以二维数组(Kt [i]，t [i])的形式存储，若当前温度为t [4]，通过查询该二维数组(Kt [i]，t [i])可得到相应的输入电流I与扭矩J之比的正常值应为Kt [4]，进而可确定第一预设值(即当前马达的扭矩的正常值、预设的扭矩基准信号)为J’ =I/Kt[4]。故判断马达的扭矩J是否等于第一预设值，即通过扭矩比较器52比较J与J’是否相等。判断马达的转速η等于第二预设值的具体方法如下:如图11所示，正常情况下，马达的转速η随输出频率f的增大而增大，二者成正比，关系式为n=60*f/p (p为马达的磁极对数，一般为4)，故根据马达的输出频率f可确定第二预设值(即当前马达转速的正常值、预设的转速基准信号)当前马达的正常转速n’=60*f/p。因此，判断马达的转速η是否等于第二预设值，即判断η是否等于η’。需要说明的是，注塑机运行过程中，马达扭矩及输入电压将不可避免的出现浮动，可为上述扭矩J及电压的设定一定的裕量，如判断J是否在区间[J_A1，J+A1]内、判断η是否在区间[η’ -Λ2，η’ +Λ2]内，可避免注塑机频繁停车。S8:显示步骤S7的判断结果，并当扭矩J不等于第一预设值或马达的转速η不等于第二预设值时，控制注塑机在第一预设时间后停车，本次自诊断结束；本申请实施例除了显示“扭矩J等于第一预设值”、“η不等于第二预设值”等直接判断结果外，还可进一步显示故障信息，方便工作人员直接采取应对措施。如图1lA点所示η>η’时，可进一步提示故障信息“马达参数设定错误”，工作人员看到此信息后，立即检查并重新设定马达的一系列参数，使马达正常工作。S9:判断马达的输 入电流I与转速η之比In是否在第五预设范围内，显示该判断结果，并且当判定In不在第五预设范围内时，控制所述注塑机在第三预设时间后停车，本次自诊断结束。如图12所示的马达特性图，正常情况下,输入电流I随转速η的增大而增大,且I与η之比应为定值InO ;故可第五预设范围可设定为[InO-Λ 3，InO+Λ 3];若当前I与η之比In不在第五预设范围[InO-Λ 3，InO+Λ 3]内，说明马达特性不正常，可通过显示器显示信息“输入电流I与转速η之比异常”，并控制所述注塑机在第三预设时间后停车。另外，上述第一预设时间和第三预设时间可以为一分钟或注塑机的一个运行周期等。当故障不严重时，在预设时间后停车，可避免立即停车对注塑机的损坏。注塑机停车后，运行人员可根据显示结果对注塑机进行进一步维护，彻底排除故障。由上述结构及工作原理可知，本申请实施例在判定性能参数均无异常时，并未直接认定注塑机正常，而是对马达传动效率Hm、扭矩J、转速η和马达特性In作进一步判断，从而实现注塑机的故障预警，及时发现注塑机存在的隐患，在故障报警器报警之前，提前消除该故障隐患，减小对注塑机的损害。参照图4，本申请实施例四提供的注塑机故障预警系统，包括检测所述注塑机的性能参数的传感器组1、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器2、参数比较器3、显示器
4、泵浦效率比较器61、压力比较器62、流量比较器63、第二计时器64、第二除法器65、泵浦特性比较器66和第四计时器67 ;其中，传感器组I包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、泵浦压力传感器、泵浦流量传感器和检测泵浦传动效率的泵浦效率传感器。上述系统各部件连接关系为:传感器组I与注塑机O连接；参数比较器3的第一输入端与传感器组I连接，参数比较器3的第二输入端与阈值信号发生器2连接；参数比较器3的输出端与泵浦效率比较器61的高电平使能端连接；泵浦效率比较器61的第一输入端与传感器组I中的泵浦效率传感器连接；泵浦效率比较器61的第二输入端输入预设的泵浦效率基准信号；泵浦效率比较器61的输出端与压力比较器62的低电平使能端和流量比较器63的低电平使能端连接。压力比较器62的第一输入端与传感器组I中的泵浦压力传感器连接；压力比较器62的第二输入端输入预设的压力基准信号；压力比较器62的输出端与显示器4和第二计时器64的低电平使能端连接；第二计时器64与注塑机O的停车控制部件连接.[0101]流量比较器63的第一输入端与传感器组I中的泵浦流量传感器连接；流量比较器63的第二输入端输入预设的流量基准信号；流量比较器63的输出端与显示器4和第二计时器64的低电平使能端连接。第二除法器65的第一输入端与传感器组I中的泵浦压力传感器连接；第二除法器65的第二输入端与传感器组I中的马达扭矩传感器连接；第二除法器65的输出端与泵浦特性比较器66的第一输入端连接；泵浦特性比较器66的第二输入端输入预设的泵浦特性基准信号；泵浦特性比较器66的高电平使能端与泵浦效率比较器61的输出端连接；泵浦特性比较器66的输出端与显示器4和第四计时器67的低电平使能端连接；第四计时器67的输出端与注塑机O的停车控制部件连接。上述系统的工作过程如下:传感器组I实时获取注塑机的性能参数，并输入参数比较器3的第一输入端；阈值信号发生器2将含有性能参数的预设范围的信号输入参数比较器3的第二输入端。参数比较器3将传感器组I获取的性能参数与相应的预设范围进行比较，即判断该性能参数是否 在该预设范围内，判断结果可表示为参数比较器3的输出端输出的高/低电平信号:当该性能参数在起预设范围内时，参数比较器3的输出端输出高电平，触发泵浦效率比较器61工作。泵浦效率比较器61被触发后，将泵浦效率传感器获取到的泵浦效率nb与预设的泵浦效率基准信号进行比较，若Hb与该预设的泵浦效率基准信号不相等，或不在该预设的泵浦效率基准信号表示的范围内，泵浦效率比较器61输出低电平，触发压力比较器62和流量比较器63 ;反之，泵浦效率比较器61输出高电平，触发泵浦特性比较器66。压力比较器62被触发后，将泵浦压力传感器检测到的压力P与预设的压力基准信号进行比较，若P与该预设的压力基准信号不相等或不在该预设的压力基准信号表示的范围内，则压力比较器62输出低电平，触发第三计时器64。流量比较器63被触发后，将泵浦流量传感器检测到的流量Q与预设的流量基准信号进行比较，若Q与该预设的流量基准信号不相等或不在该预设的流量基准信号表示的范围内，则流量比较器63输出低电平，触发第三计时器64。第二计时器64被触发后，开始计时，当计时到第二预设时间后，触发注塑机O的停车控制部件，使注塑机O停车。通过第二除法器65计算得到泵浦压力P随马达转速η增长的增长率Ρη，泵浦特性比较器66被触发后，将Pn与预设的泵浦特性基准信号进行比较，若二者不相等，则泵浦特性比较器66输出低电平，触发第三计时器67。第四计时器67被触发后，开始计时，当计时到第四预设时间后，触发注塑机O的停车控制部件，使注塑机O停车。显示器4分别显示参数比较器3、泵浦效率比较器61和泵浦特性比较器66的比较结果。下面结合图8对上述实施例四所述系统的工作原理作进一步描述:S1:实时获取注塑机的性能参数；该性能参数至少包括马达的扭矩J和转速n，以及泵浦的压力P和流量Q ；S2:判断上述性能参数是否在各自的预设范围内，当至少一个性能参数不在相应的预设范围内时，执行步骤S3，若上述性能参数均在各自的预设范围内，则执行步骤S5 ；S3:分别显示对每个性能参数的判断结果，并将超限数值X加I ;S4:当X大于I时，控制注塑机立即停车；当1等于I时，则将注塑机的功率调节至保护功率，并显示相应提示信息，本次自诊断结束；S5:分别显示对每个性能参数的判断结果，将超限数值X置O ;S6:计算泵浦传动效率Π b，如果泵浦传动效率η b与预设的泵浦效率基准信号不相等，或不在该预设的泵浦效率基准信号表示的范围内(即泵浦传动效率1113异常)，则执行步骤S7，否则执行步骤S9;
tons] 判断nb是否异常的具体方法可参照上文实施例三中判断马达传动效率！^是否异常，在此不再赘述。S7:分别判断压力P是否等于第三预设值、流量Q是否等于第四预设值；其中，判断压力P是否等于第三预设值的具体方法如下:正常情况下，压力P与马达扭矩J之比K与泵浦的温度t的关系如图13所示，将图13以二位数组(K[i]，t[i])的形式存储，若当前温度为t[4]，通过查询该二维数组(K[i]，t[i])可得到相应的输入电流I与扭矩J之比的正常值应为K[4]，进而可确定第三预设值(即当前泵浦压力的正常值)为P’ =J*K[4]。故判断压力P是否等于第三预设值即通过压力比较器63比较P与P’是否相
坐寸ο同样的，判断流量Q是否是否等于第四预设值的具体方法如下:正常情况下，如图14所示，Q与n满足关系Q=Iic^k*]! ( 和k为注塑机的固有参数,可预先通过实验测得)；扭矩n由马达扭矩传感器检测得到，故可确定第四预设值(即当期泵浦流量的正常值)为Q’ =n0+k*n。故判断流量Q是否是否等于第四预设值，即判断Q与Q’是否相等。需要说明的是，注塑机运行过程中，泵浦压力及流量将不可避免的出现浮动，可为上述压力P及流量Q的设定一定的裕量，如判断P是否在区间[P - Λ 4，P+Λ 4]、判断Q是否在区间[Q’ _A5，Q’ +Λ5]内，可避免注塑机频繁停车。S8:显示步骤S7的判断结果，并当P不等于第三预设值或Q不等于第四预设值时，控制注塑机在第二预设时间后停车，本次自诊断结束；本申请实施例除了显示“P不等于第三预设值”、“Q不等于第四预设值”等直接判断结果外，还可进一步显示故障信息，方便工作人员直接采取应对措施。如图14中A点所示Q>Q’，或如图14中B点所示 Q〈Q’，可进一步显示故障信息“泵浦浪压不稳”。[0125]S9:判断压力P随转速η增长的增长率Pn是否在第六预设范围内，显示该判断结果，并且当判定Pn不在第六预设范围内时，控制注塑机在第四预设时间后停车，本次自诊断结束。如图15所示，正常情况下，随着η的增大，P随η增长的增长率Pn先增大后减小。可将图15所示曲线以二维数组(Pn[i]，n[i])的形式存储，若当前转速为n[3]，查询二维数组(Pn[i]，n[i])可得到相应的增长率正常值Pn[3];故第六预设范围可设定为[Ρη[3]-Δ6,Ρη[3] + Δ6]内。如果判定Pn不在[Pn [3] - Δ 6, Pn [3] + Δ 6]内，说明泵浦特性不正常，可显示故障信息“泵浦特性异常”，同时控制注塑机在第四预设时间后停车。另外，上述第二预设时间和第四预设时间可以为一分钟或注塑机的一个运行周期等。当故障不严重时，在预设时间后停车，可避免立即停车对注塑机的损坏。注塑机停车后，运行人员可根据显示结果对注塑机进行进一步维护，彻底排除故障。由上述方法步骤可知，本申请实施例在判定性能参数均无异常时，并未直接认定注塑机正常，而是对泵浦传动效率nb、P、Q和马达特性Pn作进一步判断，从而实现注塑机的故障预警，及时发现注塑机存在的隐患，在故障报警器报警之前，提前消除该故障隐患，减小对注塑机的损害。在本申请的其他系统实施例中，为实现油缸、机械运动部件、驱动器等注塑机组成部件的自诊断，上述所有实施例的传感器组I均可包括:与机械运动部件连接的速度传感器，以及与驱动器连接的电流传感器、电压传感器和传动效率传感器。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory, RAM)等。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种注塑机故障预警系统，其特征在于，包括:检测所述注塑机的性能参数的传感器组、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器、参数比较器和显示器；其中， 所述传感器组与所述注塑机连接；所述参数比较器的第一输入端与所述传感器组连接，所述参数比较器的第二输入端与所述阈值信号发生器连接；所述参数比较器的输出端与所述显示器连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括:超限计数器、超限比较器和将所述注塑机的功率调节至保护功率的功率调节器；其中， 所述参数比较器的输出端与所述超限计数器的低电平使能端连接；所述超限计数器的输出端与所述超限比较器的第一输入端连接； 所述超限比较器的的第二输入端输入预设的超限基准信号；所述超限比较器的输出端分别与所述注塑机的停车控制部件连接和功率调节器的零电平使能端连接；所述功率调节器与所述注塑机连接。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述传感器组包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、检测马达传动效率的马达效率传感器； 所述系统还包括:马达效率比较器、扭矩比较器、转速比较器和第一计时器； 所述马达效率比较器的高电平使能端与所述参数比较器的输出端连接；所述马达效率比较器的第一输入端与所述马达效率传感器连接；所述马达效率比较器的第二输入端输入预设的马达效率基准信号；所述马达效率比较器的输出端与所述扭矩比较器的低电平使能端和所述转速比较器的低电平使能端连接； 所述扭矩比较器的第一输入端与所述马达扭矩传感器连接；所述扭矩比较器的第二输入端输入预设的扭矩基准信号；所述扭矩比较器的输出端与所述显示器和第一计时器的低电平使能端连接；所述第 一计时器与所述注塑机的停车控制部件连接； 所述转速比较器的第一输入端与所述马达转速传感器连接；所述转速比较器的第二输入端输入预设的转速基准信号；所述转速比较器的输出端与所述显示器和第一计时器的低电平使能端连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括:第一除法器、马达特性比较器和第三计时器； 所述第一除法器的第一输入端输入马达的输入电流信号；所述第一除法器的第二输入端与所述马达转速传感器连接；所述第一除法器的输出端与所述马达特性比较器的第一输入端连接；所述马达特性比较器的第二输入端输入预设的马达特性基准信号；所述马达特性比较器的高电平使能端与所述马达效率比较器的输出端连接； 所述马达特性比较器的输出端与所述第三计时器的低电平使能端连接；所述第三计时器的输出端与所述注塑机的停车控制部件连接。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述传感器组包括马达扭矩传感器、马达转速传感器、泵浦压力传感器、泵浦流量传感器和检测泵浦传动效率的泵浦效率传感器； 所述系统还包括:泵浦效率比较器、压力比较器、流量比较器和第二计时器； 所述泵浦效率比较器的高电平使能端与所述参数比较器的输出端连接；所述泵浦效率比较器的第一输入端与所述泵浦效率传感器连接；所述泵浦效率比较器的第二输入端输入预设的泵浦效率基准信号；所述泵浦效率比较器的输出端与所述压力比较器的低电平使能端和所述流量比较器的低电平使能端连接； 所述压力比较器的第一输入端与所述泵浦压力传感器连接；所述压力比较器的第二输入端输入预设的压力基准信号；所述压力比较器的输出端与所述显示器和第二计时器的低电平使能端连接；所述第二计时器与所述注塑机的停车控制部件连接； 所述流量比较器的第一输入端与所述泵浦流量传感器连接；所述流量比较器的第二输入端输入预设的流量基准信号；所述流量比较器的输出端与所述显示器和第二计时器的低电平使能端连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括:第二除法器、泵浦特性比较器和第四计时器； 所述第二除法器的第一输入端与所述泵浦压力传感器连接；所述第二除法器的第二输入端与所述马达扭矩传感器连接；所述第二除法器的输出端与所述泵浦特性比较器的第一输入端连接；所述泵浦特性比较器的第二输入端输入预设的泵浦特性基准信号；所述泵浦特性比较器的高电平使能端与所述泵浦效率比较器的输出端连接； 所述泵浦特性比较器的输出端与所述第四计时器的低电平使能端连接；所述第四计时器的输出端与所述注塑机的停车控制部件连接。
7.根据权利要求1 6任一项所述的系统，其特征在于，所述传感器组还包括:与机械运动部件连接的速度传感器，以及与驱动器连接的电流传感器、电压传感器和传动效率传感器 。
专利摘要本申请公开了一种注塑机预警系统，包括检测所述注塑机的性能参数的传感器组、生成所述性能参数的阈值的阈值信号发生器、参数比较器和显示器；所述传感器组所述注塑机连接；所述参数比较器的第一输入端与所述传感器组连接，所述参数比较器的第二输入端与所述阈值信号发生器连接；所述参数比较器的输出端与所述显示器连接。工作人员通过查看显示器即可得知哪个性能参数超出预设范围，从而在注塑机产生明显的严重故障、故障报警器报警之前，采取相应措施，使性能参数恢复至正常范围内，避免注塑机严重故障的产生，延长注塑机的使用寿命。因此，本申请实施例解决了现有注塑机故障报警器报警滞后的问题。
文档编号B29C45/76GK203141798SQ20122074837
公开日2013年8月21日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者孙凌财, 曹峥 申请人:宁波弘讯科技股份有限公司