轉載自 中國工控168網(wǎng)1 引言
近年來(lái)，隨著(zhù)我國自動(dòng)化技術(shù)的提高，工廠(chǎng)自動(dòng)化也上了一個(gè)新臺階。PLC作為一個(gè)新興的工業(yè)控制器，以其體積小,功能齊全，價(jià)格低廉，可靠性高等方面具有獨特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應用。
作為國內最大的印刷機生產(chǎn)廠(chǎng)家---北人集團公司，為了使產(chǎn)品性能穩定，易于維護，我們采用了以PLC為主控器的控制方案。由于雙色印刷機要求易于操作，精度高，故其輸入，輸出點(diǎn)較多，因此采用了雙機通訊。上位機采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要負責主傳動(dòng)的控制，各機組離合壓的控制，以及氣泵，氣閥的控制等。下位機采用三菱
FX2N-64MR+4A/D,主要負責水輥電機的控制，主傳動(dòng)的調速輸出，調版電機數據采集等。同時(shí)選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏，主要負責水輥電機速度顯示，調版顯示，以及整機故障顯示等。本系統運行可靠，維護方便，操作簡(jiǎn)便直觀(guān)，大大提高了膠印機的檔次，受到用戶(hù)好評。
2 系統結構
其中，上位機與下位機采用了RS485通訊，通訊方便，可靠。對多色機而言，安全因素很重要。在設計中，每個(gè)機組既要考慮到安全控制，其中包括本位機組的急停，安全按鈕；還要考慮方便操作，包括每個(gè)機組均應有正點(diǎn)，反點(diǎn)按鈕。因此，一方面輸入點(diǎn)增加很多；另一方面，走線(xiàn)也很不方便。采用雙機通訊，可以很好地解決此問(wèn)題，各機組的走線(xiàn)可以按照就近原則，進(jìn)入離它較近的控制柜內，既節省了走線(xiàn)，也方便了控制。
由于印刷機是一個(gè)精度較高的機械，印刷品的好壞一方面在于機械加工以及安裝的精度，另一方面，也取決于水路，墨路的平衡以及合壓的準確性。雙色機的每一色組，都有水路和墨路裝置。為了便于水輥速度的調節，每根水輥都用一個(gè)變頻器控制，同時(shí)，主電機速度也需要變頻器調節。因此，為了實(shí)現多路速度調節，我們采用了三菱4D/A數模轉換器，它將PLC方給出的數字量，根據相應的算法，轉換成0~10V直流電壓輸出，很好地實(shí)現了多路速度調節要求。
在印刷過(guò)程中，調版是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程。尤其對多色機來(lái)說(shuō)，各組版對正的精度會(huì )對印品產(chǎn)生很大的影響。如果套印不準，印刷品就會(huì )出現字面重疊或影像不清。一般來(lái)說(shuō)，印版軸向調節范圍為-2mm~+2mm ,周向調節范圍為-1mm~+1mm。如果使用手動(dòng)調版，會(huì )浪費很多時(shí)間，而且精度不高。為了實(shí)現自動(dòng)打版，我們在版輥上安裝了電位器，通過(guò)電位器將模擬量傳送給4A/D，經(jīng)過(guò)PLC處理，可將版輥的轉動(dòng)精度很好地控制在打版范圍內。
觸摸屏作為一種新型的人機界面，從一出現就受到關(guān)注，它的簡(jiǎn)單易用，強大的功能及優(yōu)異的穩定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。用戶(hù)可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數字等來(lái)處理或監控管理隨時(shí)可能變化的信息。隨著(zhù)機械設備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，無(wú)法提高效率。但使用人機界面，能明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況，使操作變得簡(jiǎn)單生動(dòng)。使用觸摸屏，還可以使機器配線(xiàn)標準化，簡(jiǎn)單化，同時(shí)也能減少PLC控制所需的I/O點(diǎn)數，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套設備的附加價(jià)值。三菱觸摸屏和三菱PLC有很好的通用性，能在線(xiàn)監視并修改程序，不必很麻煩的重復插拔接口。
3 軟件設計
3．1 給紙設計
印刷機整體的電氣設計還是比較復雜的，對時(shí)間的要求也很?chē)栏�。在機器的很多地方裝有接近開(kāi)關(guān)，用來(lái)檢測不同的時(shí)間點(diǎn)。在印刷過(guò)程中，走紙的好壞是影響機器質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節。所謂紙走的好壞，指的是無(wú)歪張，雙張等現象，如果有歪張，雙張現象，在高速情況下，就會(huì )將走壞的紙，卷入機器內，從而破壞膠皮，給用戶(hù)帶來(lái)很大損失。此過(guò)程流程如下：
在實(shí)驗中，我們發(fā)現，按照上述流程編制的程序，在低速沒(méi)有問(wèn)題，但速度增高至7000r/h后，就會(huì )出現歪張鎖不住現象。究其原因，主要是因為光頭反應時(shí)間和磁鐵動(dòng)作時(shí)間滯后造成。程序在執行過(guò)程中，采用循環(huán)掃描方式，為了讓電磁鐵輸出提前，在設計中，我采用了中斷和三菱編程指令的輸入輸出刷新指令，使電磁鐵輸出立即執行，提前了電磁鐵動(dòng)作時(shí)間，即使在12000r/h的速度下，也能很好的鎖住有故障的紙張，解決了給紙的一大難題。
3．2離合壓設計
離壓，合壓在印刷中具有很重要的作用。離合壓的準確性，對印品質(zhì)量的好壞有著(zhù)直接的影響。合壓過(guò)早，會(huì )弄臟壓印輥筒，給操作帶來(lái)很多不便；離壓過(guò)早，會(huì )使最后一張紙印不上完整的圖案，造成紙張浪費。
在設計中，離壓，合壓的程序流程如圖所示：
印刷時(shí)，版輥筒與膠皮輥筒先合壓，膠皮輥筒與壓印輥筒后合壓。在我們的機器中，合壓全部采用了氣動(dòng)裝置，每個(gè)氣缸都有一個(gè)動(dòng)作時(shí)間。由于印刷速度是多段速，在3000~12000r/h之間，根據用戶(hù)需要可選擇不同的速度。但是，氣缸動(dòng)作時(shí)間是一定的，齒輪轉過(guò)角度是一定的，因此，機器速度不同時(shí)，合壓時(shí)間也不同。為了解決此問(wèn)題，我們根據理論計算值，找出對于不同機器速度時(shí)，機器的延時(shí)時(shí)間。采用比較指令，當機器段速與理論值相等時(shí)，延時(shí)相應的時(shí)間，使壓印輥筒與膠皮輥筒準確合壓。經(jīng)過(guò)多次試驗，離壓，合壓都沒(méi)有問(wèn)題。
3．3 人機界面設計
在人機界面中，設計了7幅畫(huà)面，包括整體圖形，故障顯示，機器速度和計數顯示，水輥速度顯示，調版監控等。故障顯示使用指示器，給出位元件即可實(shí)現閃動(dòng)效果，讓操作者很方便的知道故障部位，整體感很好。在水輥速度顯示中，設計了一個(gè)柱狀圖，可以顯示水量增加大小，只需按下柱狀圖，就可增加水量，同時(shí)也可方便監控。如圖所示：
4． 結束語(yǔ)
印刷機的一套電氣設計屬于系統設計，包括硬件，軟件設計，涵蓋范圍較廣。這里，我只簡(jiǎn)單介紹了其中比較重要的幾部分，其它細節還有很多，這里不再一一列舉。使用三菱的一套控制系統，感覺(jué)可靠，方便，在機器批量生產(chǎn)過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)現大問(wèn)題。其PLC功能齊全，可靠耐用，指令簡(jiǎn)潔，與其他產(chǎn)品相比，感覺(jué)三菱整體軟件系統界面都比較友好，給用戶(hù)編程，維修都帶來(lái)極大方便。其觸摸屏與PLC有很好的通用性，可通過(guò)觸摸屏]監視并修改程序，這是其它產(chǎn)品所不能匹及的�？傊�，三菱的工控元件給設計人員和用戶(hù)都帶來(lái)了很多方便。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
