基于電加熱器斷路故障測控裝置的設計與應用

針對目前全自動包裝機、制袋機、塑料注塑機等設備均需電加熱器進行塑料產品的封裝，電加熱器燒斷(斷路)是設備使用中最常見的故障，一旦電加熱器出現斷路故障，不及時排除，輕則不能保證塑料成形產品的產品質量，重則會造成原材料浪費，增加企業運行成本。本技術及專利產品能正確判斷電加熱器是溫度升高自動斷電還是電加熱器斷路故障。

1 該裝置的研究意義
該裝置的研究意義主要來源于相關設備廠家(如包裝機械、制袋機械、注塑機械等)及產品的直接應用企業，這些企業的生產過程表明：
(1)在包裝行業電加熱設備具有廣泛的應用市場。
(2)電加熱器燒斷(斷路)是設備使用中最常見的故障。
(3)電加熱器燒斷故障不及時排除，輕則不能保證塑料成形產品的產品質量，重則會造成原材料浪費，造成人力、物力資源損失，增加企業運行成本。
針對塑料包裝加工行業的需求，該裝置應達到下列要求：
(1)電加熱器斷路檢測裝置能夠自動識別溫度升高加熱器斷電和電加熱器斷路故障。
(2)電加熱器斷路后立即控制加工機器停止運行，給出報警信號。

2 該裝置提出的背景
中國是世界包裝制造和消費大國，在20世紀90年代后由于包裝制品工業發展的需要而出現了高速度發展，年平均增長率為30%，而塑料包裝在包裝產業總產值中的比例已超過30％，成為包裝產業中的生力軍，在食品塑料包裝、醫藥塑料包裝、化妝品塑料包裝、農藥塑料包裝及工農業生產各個領域發揮著不可替代的作用。目前國內包裝機、制袋機、注塑機等電加熱類機械設備產量將大增，但它的電加熱器使用壽命卻僅有2～3個月，一旦加熱器出現燒斷故障，將造成原材料的浪費和使產品質量受到影響。
2．1 關鍵技術
包裝機上電加熱器一般由溫度控制儀表的觸點來控制交流電源通斷。當電加熱器溫度低于設定溫度時，溫度控制儀表的觸點接通，電加熱器溫度上升。當電加熱器溫度高于設定溫度時，溫度控制儀表的觸點斷開，電加熱器溫度下降。溫度控制儀表的觸點通斷，保證電加熱器工作在一定溫度范圍內。一旦加熱器出現燒斷故障，操作人員無法判斷是溫度升高加熱器正常斷電還是加熱器斷路故障造成的斷電。由于加熱器的熱慣性，溫度需延遲一段時間才降下來，這樣當操作人員發現產品不合格后，已造成百上千的產品浪費，使產品質量受到影響。電加熱器斷路檢測裝置應能夠自動識別溫度升高加熱器斷電和電加熱器斷路故障。
2．2 國內外的現有技術情況
目前，國外智能溫度控制儀表中兼有低溫檢測及報警功能，而無加熱器斷路故障檢測，如日本富士、歐姆龍公司產品；國內某些企業生產的相關產品體積大、檢測及報警配置復雜、可靠性差、不便于安裝維護，不能很好滿足相關企業的需求。
2．3 市場需求量大，要求該技術產品性價比高、便于安裝
目前國內包裝機、制袋機、注塑機等電加熱類機械設備產量大增，用戶多為中小型企業。由于市場競爭激烈，特別是塑料加工機械成形產品的直接用戶更需要產品價格低、性能可靠、安裝維護方便的電加熱器斷路故障測控裝置以保證塑料包裝機械成形產品的質量。

3 該裝置的工作原理
電加熱器斷路故障測控裝置是串接于加熱器和溫度控制儀表觸點之間，主要用加熱器斷路(燒斷)的電流檢測和儀表觸開關點K通斷的電壓檢測。若儀表觸點K正常通斷，對本裝置沒有影響，無信號輸出；只有當加熱器出現斷路故障，本裝置才有信號輸出，再與其他裝置(顯示、蜂鳴、主機控制等)配合，實現控制功能要求。