1、引言
印刷機(jī)是一個(gè)精度較高的機(jī)械,印刷品的好壞一方面取決于機(jī)械加工以及安裝精度,另一方面取決于水路,墨路的平衡以及合壓的準(zhǔn)確性。為使印刷出來(lái)的產(chǎn)品性能穩(wěn)定,采用了以V80系列PLC為主控器的控制方案。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
V80系列PLC是一款通用型高性價(jià)比的小型可編程控制器,采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片, 程序掃描速度快,每條基本指令僅需0.2ms,I/O控制點(diǎn)數(shù)多達(dá)256點(diǎn),用戶存儲(chǔ)空間大,性能穩(wěn)定可靠。
由于雙色印刷機(jī)的輸入,輸出點(diǎn)較多,因此采用了雙機(jī)通訊。上位機(jī)采用V80系列產(chǎn)品M40DR+E16D+E4DA2,主要負(fù)責(zé)主傳動(dòng)的控制,各機(jī)組離合壓的控制,以及氣泵,氣閥的控制等。下位機(jī)采用V80系列產(chǎn)品M40DR+E8AD2,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)的控制,主傳動(dòng)的調(diào)速輸出,調(diào)版電機(jī)數(shù)據(jù)采集等。同時(shí)選用了一臺(tái)eView觸摸屏,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)速度顯示,調(diào)版顯示,以及整機(jī)故障顯示等。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
其中,上位機(jī)與下位機(jī)采用了RS485通訊,通訊協(xié)議采用Modbus協(xié)議。在設(shè)計(jì)中,每個(gè)機(jī)組既要考慮到安全控制,包括本位機(jī)組的急停,安全按鈕;還要考慮方便操作,包括每個(gè)機(jī)組均應(yīng)有正點(diǎn),反點(diǎn)按鈕。這樣就造成一方面輸入點(diǎn)增加很多;另一方面,走線也很不方便。因此,采用雙機(jī)通訊,可以很好地解決此問(wèn)題。
雙色機(jī)的每一色組,都有水路和墨路裝置。為了便于水輥速度的調(diào)節(jié),每根水輥都用一個(gè)變頻器控制,同時(shí),主電機(jī)速度也需要變頻器調(diào)節(jié)。因此,為了實(shí)現(xiàn)多路速度調(diào)節(jié),采用了V80-E4DA2模擬量輸出模塊,它將PLC方給出的數(shù)字量,根據(jù)相應(yīng)的算法,轉(zhuǎn)換成0~10V直流電壓輸出,很好地實(shí)現(xiàn)了多路速度調(diào)節(jié)要求。
對(duì)多色機(jī)來(lái)說(shuō),調(diào)版是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程,各組版對(duì)正的精度會(huì)對(duì)印品產(chǎn)生很大的影響。如果套印不準(zhǔn),印刷品就會(huì)出現(xiàn)字面重疊或影像不清。一般來(lái)說(shuō),印版軸向調(diào)節(jié)范圍為-2mm~+2mm,周向調(diào)節(jié)范圍為-1mm~+1mm。如果使用手動(dòng)調(diào)版,會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間,而且精度不高。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打版,在版輥上安裝了電位器,通過(guò)電位器將模擬量傳送給V80-E8AD2,經(jīng)過(guò)PLC處理,可將版輥的轉(zhuǎn)動(dòng)精度很好地控制在打版范圍內(nèi)。
通過(guò)觸摸屏,用戶可以自由地組合文字,按鈕,圖形,數(shù)字等來(lái)處理或監(jiān)控管理隨時(shí)可能變化的信息,能明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)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(jī)器配線標(biāo)準(zhǔn)化,簡(jiǎn)單化,同時(shí)也能減少PLC控制所需的I/O點(diǎn)數(shù),降低生產(chǎn)成本,也相對(duì)提高整套設(shè)備的附加價(jià)值。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 給紙?jiān)O(shè)計(jì)
印刷機(jī)整體的電氣設(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間的要求嚴(yán)格,在機(jī)器的很多地方裝有接近開(kāi)關(guān),用來(lái)檢測(cè)不同的時(shí)間點(diǎn)。在印刷過(guò)程中,走紙的好壞是影響機(jī)器質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所謂紙走的好壞,指的是無(wú)歪張,雙張等現(xiàn)象,如果有歪張,雙張現(xiàn)象,在高速情況下,就會(huì)將走壞的紙,卷入機(jī)器內(nèi),從而破壞膠皮,給用戶帶來(lái)很大損失。
給紙過(guò)程的流程,如圖2所示:
按照上述流程編制的程序,在速度增高至7000r/h 后,會(huì)出現(xiàn)歪張鎖不住現(xiàn)象,主要是因?yàn)楣忸^反應(yīng)時(shí)間和磁鐵動(dòng)作時(shí)間滯后造成。為了讓電磁鐵輸出提前,采用中斷編程指令的輸入輸出刷新指令,使電磁鐵輸出立即執(zhí)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。
3.2 離合壓設(shè)計(jì)
離合壓的準(zhǔn)確性,對(duì)印品質(zhì)量的好壞有著直接的影響。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)使張紙印不上完整的圖案,造成紙張浪費(fèi)。
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。由于印刷速度是多段速,在3000~12000r/h之間,根據(jù)用戶需要可選擇不同的速度。但是,由于合壓采用了氣動(dòng)裝置,每個(gè)氣缸都有一個(gè)動(dòng)作時(shí)間,齒輪轉(zhuǎn)過(guò)角度是一定的,因此,機(jī)器速度不同時(shí),合壓時(shí)間也不同。為了解決此問(wèn)題,根據(jù)理論計(jì)算值,找出對(duì)于不同機(jī)器速度時(shí),機(jī)器的延時(shí)時(shí)間。采用比較指令,當(dāng)機(jī)器段速與理論值相等時(shí),延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間,使壓印輥筒與膠皮輥筒準(zhǔn)確合壓。