电气自动化设备触摸屏损坏应急解决办法的探讨

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【摘要】触摸屏在电气化设备中的应用越来越广泛，其操作直观、人性化，命令处理及通讯方式简单，还具有定位功能，反应速度快，可对设备I/O进行监控，能够完成数据的图像处理，易同设备PLC信息交互。触摸屏在实际应用中，可减少设备的按钮开关，电气接线，在线监控设备的输入、输出信号，还可实现远程控制访问等。触摸屏在使用中一旦损坏，维修时间过长，基于生产任务压力，本文对触摸屏损坏应急方法进行探讨，尽量减少企业损失。

【关键词】输入信号;输出信号;传感器;UPH;电磁阀

1.引言

随着电气设备的集成度越来越高，设备产能和效能越来越大，企业对电气设备的利用率要求越来越严格，有些制造企业其设备的利用率要达到95%左右。所以设备因关键备件的突发损坏造成的长时间停机会使企业造成一定的损失，包括产品交期延误、客户投诉、协议赔偿、产能损失、人力成本损失，甚至会造成客户丢失等严重情况。而触摸屏就属于这类关键备件，其优点就是：操作人性化，反应速度快，通讯效率高、使用寿命时间长等。而其致命的缺点就是，生产加工周期过长，触摸屏硬件及软件更新速度快，触屏面板易被损坏导致破裂，维修时间长，更换价格高。在靠产品质量和产量为优势占据市场的制造企业，电气设备触摸屏若造成一定的损坏，经济损失会比较大的。

现如今，像制造类的企业，电气设备产能的UPH（单位小时的生产数量，Unit Per Hour）值会达到10000-20000，有的甚至到30000。又因为触摸屏的价格相对偏高（一般10触摸屏价格在8000左右），而企业都在压缩成本，基本趋于实行备件“0”库存，这类备件一般都不会有备用件。

本文就是对在产量饱满而触摸屏突发异常所进行的方法探讨，以便采取有针对性的解决方案，尽可能减少企业经济损失。以下就是笔者实践解决过的一个因为触摸屏损坏的应急解决办法，该触摸屏是日本生产的，该触摸屏当时的价格在8000元人民币左右，关键的问题是该款触摸屏是70年代生产，2000年左右即停产，无替代型号，送外维修需要40天左右，而现场生产任务又很饱满，在此背景下，需要采取临时应急措施，恢复设备的生产，尽可能减少企业生产损失。

2.电气设备触摸屏改动的方案设计

2.1 总体思路

触摸屏就是为完成相应信息的交互，完成部分输入信号、输出信号的人机交互，替代设备部分按钮、开关，将操作可视化管理。所以从某种意义上讲，设备没有触摸屏，设备在可编程控制器的控制下，通过一定的面板按钮操作，完全可以实现操作。基于这样的思路，损坏的触摸屏若没有备用品，那么完全可以通过将触摸屏中的部分操作面板制作成一个简易的控制面板，暂时替代触摸屏的使用。

2.2 改动前电气设备的原理图讲解

要对设备的触摸屏进行改动，必须了解和掌握设备的电控原理图。对于一般的设备来讲，触摸屏主要是用来完成部分输入及输出信号的交互，方便作业人员的直观操作。笔者所遇到触摸屏损坏的电气设备由三个部分组成，分别是产品上料部分、模具机械冲压部分、产品收料部分。对于设备的电控部分来讲，主要包括信号输入部分、信号输出部分、故障报警部分、手工作业控制部分等。

2.3 设备原理图讲解

2.3.1 信号输入部分

信号输入部分就是整个电气设备的信号输入，一般包括传感器的信号输入、按钮开关触点信号的输入，触摸屏信号的输入、伺服位置检测信号、液压信号检测信号等输入信号，主要是用来进行信号与设备可编程控制器（PLC）的信号交互，对电气设备状态的反映，便于后续信号的处理。

2.3.2 信号输出部分

信号输出部分主要是PLC对信号输入的执行和反馈，主要包括可编程控制器的触点输出，继电器输出，电磁阀输出，液压及吸尘输出控制等，由其对各执行元件（比如气缸、液压泵、吸尘电机）进行控制输出，驱动设备运转。

2.4 电气设备运动原理解说

该电气设备动作过程：作业员放入装载半成品的料框至指定位置，点压设备触摸屏上的自动运行按钮，设备自动运行，随机触摸屏上自动显示相关输入及输出条件满足程度，上料至固定位置，反馈相关检测信号至设备可编程控制器，驱动液压系统开启，完成料条的机械冲切，冲切完成后，产品全部送入收料部分，之后完成产品的加工，期间有任何故障，则反馈给可编程控制器，最后在触摸屏显示面板上进行显示报警，并指出故障的排查方法。对于操作人员，该种设备的操作及故障处理全部在触摸屏上即可完成。

3.触摸屏在该设备上的主要功能介绍

在本触摸屏的功能上，有“手动运行”按钮、“自动运行”按钮、等相关操作按钮，还有输入信号检测按钮，输出强制按钮，冲压计数功能，故障报警显示功能等。最主要的还是手动送料操作界面如图1所示。

图1 手动送料操作界面

图2 改动的控制面板

3.1 触摸屏损坏后临时改为控制面板的思路

鉴于设备的运行，主要是在手动操作部分，其它的均为辅助功能，所以采集触摸屏内关键命令，然后与改动后的控制面板进行电气线路连接，最后进行PLC程序修改，即可完成设备的正常操作，故障的显示都则可通过PLC手持编程器进行调试和维修。改动的控制面板如图2所示。

3.2 改动后PLC程序及电气线路

3.2.1 鉴于改的方法和步骤相同，为节约篇幅，在此，举例进行说明“液压开”按钮的改动过程，以此类推，完成原触摸屏各关键按钮的线路改动。

3.2.2 PLC程序改动：“液压开”对应的按钮输入信号点在触摸屏中的控制点为0.10，在所有的输入条件满足后，按压“液压开”按钮，则液压电机开启，完成设备的液压部分开启。为了完成改动，外接电气线路，直接将0.10与PLC进行连接，具体PLC指令如下：

LD 0.10;OR 100.00;AND 100.01;AND 3.00;AND 212.11;AND TIM152;OUT 100.00

说明：0.10为“液压开”信号，100.01为“吸尘1”信号，3.00为“光幕”信号，212.11为“后门检测信号”，100.00为“液压电机启动信号”。

3.2.3 电气线路改动说明

原电气线路图中，类似按钮等是用触摸屏中的软元件进行信号输入，现在触摸屏异常，思路就是直接加装按钮，按钮接通后输入信号给PLC，PLC处理后控制输出，完成设备的自动操作。

4.系统调试

完成控制面板及电气线路连接后，就需要对整个电气设备进行调试。调试的工具可以用电脑通过RS-232通讯线与PLC进行连接，或者使用手持编程器直接连接。之后可以对每个输入按钮、输出进行点动调试，通过电脑或手持编程器进行信号状态监控和调试，完成触摸屏损坏的应急改动。

5.结束语

本文为企业生产中因关键备件异常影响设备运行提供了一种临时解决的办法，通过该办法减少经济损失，完成生产任务。像触摸屏类的备件更新换代快、生产周期长、维修成本高，通过此办法能为电气设备的维修争取足够多的维修时间。