車 霞

（上海中聯(lián)重科樁工機械有限公司，上海 201600）

在旋挖鉆機出廠時，需對每臺設(shè)備的性能參數(shù)進行調(diào)試檢測和記錄。目前，旋挖鉆機出廠調(diào)試檢測的方法如下：

（1）質(zhì)檢員嚴(yán)格按照《旋挖鉆機產(chǎn)品調(diào)試規(guī)程》的具體要求操作受檢設(shè)備，采用簡單的檢測工具（例如秒表、壓力表或者人為計數(shù)）進行檢測，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；

（2）質(zhì)檢員對記錄數(shù)據(jù)進行計算，得出相應(yīng)的性能參數(shù)值，并將合格的性能參數(shù)值記錄在《調(diào)試記錄表》上，由公司存檔并定期銷毀；

（3）質(zhì)檢員對不合格的項目參數(shù)進行分析，查找原因并解決問題，直至該參數(shù)合格；

（4）當(dāng)所有調(diào)試項目的工作參數(shù)都符合調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，旋挖鉆機才能檢驗合格出廠。

例如：針對上車回轉(zhuǎn)最高速度檢驗，需檢驗人員自覺按《旋挖鉆機產(chǎn)品調(diào)試規(guī)程》操作。首先，檢驗人員先在設(shè)備上做一標(biāo)識（可綁一紅飄帶），以此為參照，機手在駕駛室內(nèi)將油門旋至最大檔位，手柄至最大位置，操作回轉(zhuǎn)動作360°旋轉(zhuǎn)。檢驗員在設(shè)備旁數(shù)1min內(nèi)設(shè)備轉(zhuǎn)多少圈，經(jīng)計算得出回轉(zhuǎn)速度值r/min并將數(shù)據(jù)填入《調(diào)試記錄表》。當(dāng)實際數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值比較不合格時，需分析查找原因并解決問題后再重復(fù)操作，直至參數(shù)合格為止。

由此可知，質(zhì)檢員需具備良好的職業(yè)操守，不弄虛作假，嚴(yán)格按照調(diào)試規(guī)程操作所有檢測項目，反復(fù)多次操作設(shè)備。因此，調(diào)試檢驗過程受人為因素影響較大，會出現(xiàn)誤操作、漏操作和讀取計算數(shù)值不精確等問題。且調(diào)試檢測數(shù)據(jù)采用紙質(zhì)文件形式進行記錄，不利于后期做數(shù)據(jù)分析，查找分析故障原因。

針對以上存在的缺陷，研發(fā)中心決定立項開發(fā)設(shè)計一套智能檢測系統(tǒng)，使設(shè)備檢驗操作更嚴(yán)格和規(guī)范化，保證并提高出廠產(chǎn)品的質(zhì)量合格率。

1 智能檢測系統(tǒng)方案

旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測各個調(diào)試項目的工作參數(shù)，通過存儲器記錄調(diào)試工作參數(shù)，按照PLC控制器輸出結(jié)果作為檢驗結(jié)果，能夠大幅減小人為因素的影響，有效提高出廠產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.1 硬件概述

旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)包括PLC控制器（執(zhí)行邏輯判斷模塊、存儲器）、傳感器組件和顯示屏。

傳感器的功能為將各類物理數(shù)值轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送至PLC控制器，主要有壓力傳感器、回轉(zhuǎn)編碼器、深度編碼器、軸銷傳感器、傾角傳感器和溫度傳感器等元件。其中壓力傳感器可用于檢測液壓系統(tǒng)各元件的液壓油壓力值，回轉(zhuǎn)編碼器用于檢測旋挖鉆上車的回轉(zhuǎn)角度值，深度編碼器用于檢測鉆具下降的深度，軸銷傳感器用于檢測鉆具的重量，傾角傳感器用于檢測桅桿的傾斜角度，溫度傳感器用于檢測液壓油溫度。

PLC控制器由邏輯處理模塊和存儲器組成。當(dāng)傳感器發(fā)送信號至PLC控制器后，邏輯處理模塊依據(jù)預(yù)設(shè)條件進行邏輯判斷，輸出對應(yīng)的執(zhí)行信號。存儲器用于存儲傳感器實時發(fā)送的輸入信號及邏輯判斷模塊的執(zhí)行信號。

顯示屏功能為顯示每一個調(diào)試項目的檢測結(jié)果。顯示屏接收由PLC控制器發(fā)出的執(zhí)行信號，并在液晶屏幕上顯示檢測結(jié)果。旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)

1.2 軟件框架

旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)通過PLC程序?qū)崿F(xiàn)具體功能。旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)的工作流程如下：

（1）啟動旋挖鉆機，通過操作顯示屏打開“系統(tǒng)信息”界面，進入“出廠調(diào)試記錄-2”頁面，可通過上下按鍵選擇調(diào)試具體項目。

（2）選取任意調(diào)試項目，并操作旋挖鉆機進行該調(diào)試項目的檢測，記錄相關(guān)參數(shù)。

（3）顯示屏輸出該設(shè)備的檢測結(jié)果。PLC自動檢測是否完成每項調(diào)試項目。若完成調(diào)試項目且全部符合調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，則檢驗合格并確認(rèn)存儲工作參數(shù)，否則檢驗不合格，重新進行不合格項目的調(diào)試工作。

旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。

圖2 智能檢測系統(tǒng)工作流程

要調(diào)試具體項目，必須滿足對應(yīng)的調(diào)試工作參數(shù)（如油門檔位、液壓油壓力數(shù)值、鉆桿工作距離等）。調(diào)試工作參數(shù)編寫在PLC控制程序中，由PLC實時讀取相關(guān)工作參數(shù)，判斷是否滿足調(diào)試項目的工作參數(shù)要求。若當(dāng)前工作參數(shù)不滿足要求，PLC控制器將無法進行調(diào)試工作參數(shù)記錄，且不會輸出該項目檢測結(jié)果；若當(dāng)前工作參數(shù)滿足要求，PLC控制器將進入調(diào)試檢測程序，實時接收傳感數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理后進行邏輯判斷，輸出該項目的檢測結(jié)果并存儲相關(guān)工作參數(shù)。

例如針對上車回轉(zhuǎn)最高速度檢驗，邏輯條件編程如下：首先，檢測油門旋鈕至10檔、液壓油溫度≥40℃和回轉(zhuǎn)電磁閥得電工作，滿足以上條件時PLC開始計時讀取回轉(zhuǎn)編碼器發(fā)送的信號參數(shù)并進行數(shù)據(jù)處理和計算。旋轉(zhuǎn)360°算1圈，旋轉(zhuǎn)3min，對這期間的角度數(shù)值進行濾波處理并計算出總?cè)?shù)，然后取其平均值得到平穩(wěn)的上車回轉(zhuǎn)速度（r/min）。這樣PLC控制器計算出的數(shù)值不存在人為計數(shù)錯誤引起的數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，而且如果參數(shù)不合格就會顯示為紅色，不能確認(rèn)并存儲，也不會有弄虛作假的現(xiàn)象發(fā)生。

每臺設(shè)備的出廠原始性能參數(shù)都存儲在PLC控制器里，具有唯一性和長久性，便于調(diào)用。后期設(shè)備施工中，若設(shè)備使用性能出現(xiàn)故障，施工效率降低，可與存儲的原始參數(shù)進行比較分析，判斷解決各種問題。

1.3 實際運用

目前，在公司旋挖鉆機產(chǎn)品上已使用此項目，質(zhì)檢員可通過顯示屏頁面進行調(diào)試項目的操作?！跋到y(tǒng)信息”界面如圖3所示，“出廠調(diào)試記錄-2”頁面如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)信息

圖4 出廠調(diào)試記錄-2

在進行調(diào)試項目過程中，顯示屏將顯示工作參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值及調(diào)試項目的實時參數(shù)值，同時將兩個數(shù)值進行對比。當(dāng)實時參數(shù)值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)時，記錄值背景顏色為綠色，則該項目檢測合格，存儲該實時參數(shù)值；當(dāng)實時參數(shù)值不在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)時，記錄值背景顏色為紅色，則該項目檢測不合格，需質(zhì)檢員查找原因并調(diào)整旋挖鉆機相關(guān)元器件的性能，再重新開始該調(diào)試項目的檢測；當(dāng)調(diào)整設(shè)備后，調(diào)試項目的實時參數(shù)值滿足要求時，記錄值背景顏色將從紅色變?yōu)榫G色，則存儲該實時參數(shù)值，可繼續(xù)進行其他調(diào)試項目。

當(dāng)所有調(diào)試項目的工作參數(shù)檢測都完成，且記錄值背景顏色都為綠色時，該臺旋挖鉆機檢測合格，可將記錄數(shù)據(jù)存儲在存儲器內(nèi)。

2 結(jié)束語

本旋挖鉆機智能檢測系統(tǒng)通過傳感器組件采集數(shù)據(jù)，邏輯處理模塊對每個調(diào)試項目的動作執(zhí)行進行邏輯條件判斷，PLC控制器對每個調(diào)試項目采集的傳感數(shù)據(jù)進行處理和計算，即每個調(diào)試項目的工作參數(shù)可通過PLC控制程序檢測方法判斷是否達(dá)標(biāo)。傳感數(shù)據(jù)自動采集與分析，自動判定傳感數(shù)據(jù)的合格性，提高了工作參數(shù)的精確度，減小了人為因素的影響，保證并提高出廠產(chǎn)品的質(zhì)量。調(diào)試檢測結(jié)果將實時通過顯示屏進行顯示，所有的調(diào)試項目工作參數(shù)將存儲在存儲器中，便于研發(fā)技術(shù)人員應(yīng)用計算機軟件進行數(shù)據(jù)分析調(diào)試效果，以及對后期設(shè)備使用性能進行相關(guān)分析并解決各種問題。