日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障的分析及解決

陳北榮

我公司引進(jìn)的中山松德SAY10820十色凹印機(jī)從2007年開(kāi)始正式投產(chǎn)，一直用于生產(chǎn)“七匹狼”系列煙包產(chǎn)品。該設(shè)備每個(gè)印刷單元配備一個(gè)套色系統(tǒng)，分別控制橫向和縱向的套色精度。投入使用以后，我們發(fā)現(xiàn)與之配套的日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)無(wú)規(guī)律死機(jī)現(xiàn)象，最開(kāi)始出現(xiàn)死機(jī)的次數(shù)不多，每月大約1～2次，對(duì)印刷生產(chǎn)影響不大。但從2010年底開(kāi)始，該橫向套色系統(tǒng)的死機(jī)頻率越來(lái)越高，至2011年下半年每月平均達(dá)10次左右，已經(jīng)嚴(yán)重影響了印刷生產(chǎn)的連續(xù)性，造成廢品數(shù)量增多、紙張和油墨消耗增加、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性變差、操作人員工作壓力加大等問(wèn)題。為此，筆者認(rèn)真分析了日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障的特征及原因，并提出了解決思路及改造措施，供業(yè)內(nèi)人士共享。

死機(jī)特征

通過(guò)對(duì)日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)故障的長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，筆者總結(jié)出了死機(jī)故障的3個(gè)特征。

1.無(wú)規(guī)律性

橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障的出現(xiàn)與時(shí)間、季節(jié)和氣候無(wú)關(guān)，有時(shí)出現(xiàn)在剛開(kāi)機(jī)時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)在長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行中；間隔時(shí)間或短或長(zhǎng)；可能出現(xiàn)在10個(gè)印刷色組的任意一個(gè)，也可能在某些色組重復(fù)出現(xiàn)，表現(xiàn)出典型的無(wú)規(guī)律性。

2.顯示黑屏與套印失控

橫向套色系統(tǒng)死機(jī)時(shí)，印刷色組的套色液晶顯示屏?xí)霈F(xiàn)黑屏，同時(shí)該系統(tǒng)與設(shè)備控制系統(tǒng)和主控臺(tái)之間的通訊中斷，控制按鈕開(kāi)關(guān)和主控臺(tái)的調(diào)整開(kāi)關(guān)對(duì)印刷色組的橫向套色控制完全失效，無(wú)論按什么鍵都不能啟動(dòng)套色液晶顯示屏，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)橫向套色的正常調(diào)整。此時(shí)，橫向套色完全失控，并向某一個(gè)方向跑動(dòng)，導(dǎo)致橫向套色誤差較大，達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量要求，造成不必要的浪費(fèi)。

3.關(guān)電重啟才能恢復(fù)

橫向套色系統(tǒng)死機(jī)后必須立刻停機(jī)并切斷電源，待重新送電、重啟后方可恢復(fù)正常生產(chǎn)。

死機(jī)原因分析及解決思路

經(jīng)過(guò)與業(yè)內(nèi)同行、套色系統(tǒng)供應(yīng)商、高職院校教師和電氣技術(shù)專(zhuān)家交流討論后，大家一致認(rèn)為日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)屬于典型的弱電控制系統(tǒng)，易受到凹印機(jī)及周邊電氣元件工作時(shí)的電磁波干擾。

當(dāng)強(qiáng)電、弱電控制系統(tǒng)在同一臺(tái)設(shè)備或同一生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)共同作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁波，如果電磁波干擾未得到妥當(dāng)處理，則會(huì)成為系統(tǒng)和設(shè)備正常工作的障礙。例如變頻器、烘箱溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)等以晶閘管為核心的部件或UV固化裝置的高頻振蕩電路，在工作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生諧波干擾。技術(shù)人員在檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)備控制器與日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)的觸控器之間確實(shí)存在干擾信號(hào)，這可能是導(dǎo)致橫向套色系統(tǒng)死機(jī)的真正原因。

針對(duì)橫向套色系統(tǒng)死機(jī)的原因，筆者提出了兩種解決思路，一種是從干擾源入手，減少電磁波干擾；另一種是增強(qiáng)該套色系統(tǒng)的抗電磁波干擾能力。在測(cè)試時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)干擾源存在不確定性，時(shí)有時(shí)無(wú)，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，很難徹底排查，即使查到干擾源，也無(wú)計(jì)可施，不可能讓設(shè)備停止工作。因此，第一種解決思路不易實(shí)現(xiàn)，于是筆者便從第二種解決思路入手，對(duì)橫向套色系統(tǒng)的抗干擾能力進(jìn)行了改造。

改造措施

改造前，該橫向套色系統(tǒng)已經(jīng)具備的抗干擾基礎(chǔ)為：①印刷單元的套色系統(tǒng)控制箱為金屬外殼，對(duì)內(nèi)部電路的屏蔽效果良好，箱體用銅線與凹印機(jī)機(jī)架連接；②已對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，系統(tǒng)的抗干擾能力略有增強(qiáng)；③已把強(qiáng)弱電線槽分開(kāi)，避免強(qiáng)電線路對(duì)弱電線路產(chǎn)生干擾。

為進(jìn)一步增強(qiáng)橫向套色系統(tǒng)的抗干擾能力，必須從該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)電源、信號(hào)傳輸線路、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件等部位采取綜合改造，才能達(dá)到較好的效果。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，筆者按照以下措施對(duì)橫向套色系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1.加強(qiáng)電源防護(hù)

電源是否穩(wěn)定可靠對(duì)橫向套色系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響較大。電源受到的干擾主要來(lái)自感性負(fù)載的投入與切斷、電網(wǎng)的高次諧波等，可通過(guò)加裝濾波器的方法解決（如圖1所示），以消除電源受到的高頻干擾和共模干擾。濾波器使用電容來(lái)分流有害的高頻噪聲，使進(jìn)入控制器的有害噪聲信號(hào)顯著降低或衰減，從而達(dá)到抗干擾的作用。

2.加強(qiáng)每個(gè)印刷單元套色系統(tǒng)控制箱的防護(hù)

改造前，每個(gè)套色系統(tǒng)控制箱與其他電氣部件合并接地，這種方式可能存在地線干擾。而通過(guò)將強(qiáng)地線與弱地線、數(shù)字地與模擬地等不同類(lèi)型的電路單元單獨(dú)接地（如圖2a所示），可以避免相互干擾的電路共用地線。同時(shí)，在每個(gè)套色系統(tǒng)控制箱與印刷單元外殼之間加裝絕緣板（如圖2b所示），加強(qiáng)每個(gè)套色系統(tǒng)控制箱對(duì)電磁波的防護(hù)能力。

3.加強(qiáng)信號(hào)傳輸線路的防護(hù)

（1）升級(jí)通訊線和水晶頭

如圖3所示，將原本的通訊線更換為等級(jí)更高的工業(yè)通訊線，水晶頭更換為帶屏蔽功能的水晶頭。工業(yè)通訊線和帶屏蔽功能的水晶頭抗干擾能力更強(qiáng)，使得信號(hào)傳輸過(guò)程中的衰減更少。

（2）觸控器信號(hào)輸入端加裝電磁環(huán)

如圖4所示，在觸控器信號(hào)輸入端加裝電磁環(huán)，用增大磁阻的方式來(lái)抑制傳導(dǎo)干擾，以降低非正常電磁波對(duì)信號(hào)輸入端的影響。

4.改善各套色系統(tǒng)控制箱的工作環(huán)境

如圖5所示，橫向套色系統(tǒng)控制箱安裝于印刷單元的外殼，再被防護(hù)罩統(tǒng)一罩住，如果橫向套色系統(tǒng)控制箱或者印刷單元的外殼出現(xiàn)散熱不良，可能會(huì)導(dǎo)致套色系統(tǒng)出現(xiàn)工作故障，通過(guò)加裝散熱風(fēng)扇對(duì)橫向套色系統(tǒng)控制箱進(jìn)行散熱，可保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

改造后效果

橫向套色系統(tǒng)的各項(xiàng)改造施工均符合規(guī)范要求，改造后的設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和使用過(guò)程中，發(fā)生死機(jī)故障的頻率極低，一年內(nèi)少于2～3次，僅為原來(lái)故障率的2%左右，扣除橫向套色系統(tǒng)自身工作穩(wěn)定性的因素，可以認(rèn)為橫向套色系統(tǒng)的死機(jī)故障已得到基本解決。

改造后的橫向套色系統(tǒng)保障了生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性，降低了廢品率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)改造前橫向套色系統(tǒng)死機(jī)故障造成的紙張和成品浪費(fèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單估算，改造后的設(shè)備每年可為企業(yè)減少十多萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還可減輕操作人員的工作壓力。

本次研究是對(duì)日本太洋DT-2000橫向套色系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷采取改造措施，成本投入小，改造效果和經(jīng)濟(jì)效益較明顯，存在同樣問(wèn)題的同行可參考借鑒。