| 項目設計：
一、凹版印刷機電控方案介紹
凹版印刷機作為一種精密機械，它的特點是機—電一體化，使得整臺機械成為一個有機的整體。近年來，隨著市場化的發(fā)展，市場對它的要求越來越高，特別是可靠穩(wěn)定性、精度、自動化程度，已成為一臺凹版印刷機的重要技術指標，也是整機質(zhì)量和性能的重要組成部分。我公司多年來一直致力于包裝印刷機械，特別是凹版印刷機械的自動化系統(tǒng)的開發(fā)和研究。電氣傳動方面，從最早使用磁粉控制器，到模擬直流系統(tǒng)，全數(shù)字直流系統(tǒng)，到現(xiàn)在的交流全數(shù)字矢量變頻器傳動，交流伺服系統(tǒng)傳動。自動化方面，從最早使用單板機、單片機，到現(xiàn)在使用PLC為控制核心，觸摸屏作為人—機界面的系統(tǒng)。特別是機頭操作、機尾操作、變頻器、PLC及溫控相互之間的信號聯(lián)系，傳統(tǒng)方式都是采用多條信號電纜、屏蔽電纜聯(lián)接，現(xiàn)在則采用現(xiàn)場通訊的方式把所有電氣設備聯(lián)接起來，只要一條通訊電纜即可實現(xiàn)所有的信號采集和傳送，既提高了可靠性，也提高了控制精度，避免了�！獢�(shù)、數(shù)—模轉換造成的精度損失。另外，我公司內(nèi)有一臺裝有遠程監(jiān)控軟件的計算機，用戶通過電話線，即可與我公司計算機監(jiān)控系統(tǒng)通訊，為用戶控制系統(tǒng)進行遠程在線實時診斷、服務。
二、張力控制
張力控制是印刷機自動化中最關鍵的部分之一，張力控制的質(zhì)量直接影響到印刷機的印刷質(zhì)量及成品率，一臺凹版印刷機一般有4段恒張力控制。如下圖：
放卷張力、入料張力、出料張力、收卷張力、這四段張力在線速度同步的基礎上，由PLC內(nèi)的張力控制模塊（軟件）達到各段張力可調(diào)，穩(wěn)定的要求。
1． 放卷張力
放卷方式為主動中心放卷，調(diào)節(jié)放卷電機轉速，使得放卷電機隨著卷徑由大到小，轉速由小到大，達到線速度同步，張力控制為閉環(huán)控制方式。
張力給定由觸摸屏來設定，并串行通訊傳輸?shù)絇LC中，由PLC內(nèi)張力控制模塊完成閉環(huán)PID調(diào)節(jié)，張力閉環(huán)模塊由直徑計算和PID模塊組成。
張力反饋傳感器，一般采用機械式浮輥帶動角度傳感器，以角度傳感器的電阻變化為反饋信號。浮輥用氣缸作為推力，由電氣比例閥控制氣缸壓力。根據(jù)張力給定，PLC發(fā)出標準模擬信號給比例閥，達到所設張力，PLC張力模塊調(diào)節(jié)變頻器轉速，使得浮輥穩(wěn)定地處于中間位置（50%），則張力就是穩(wěn)定的。當然，具體張力為多少，要通過浮輥包角和氣源壓力來換算。
2． 入料張力
入料張力控制也由PLC同內(nèi)構成張力閉環(huán)，其控制原理如下：
3． 出料張力
出料張力控制方法同入料張力，調(diào)節(jié)出料牽引電機達到恒張力目的。
4． 收卷張力
收卷張力控制方法同放卷張力，利用PLC內(nèi)張力模塊，實現(xiàn)恒張力中心卷取。收卷有一個收卷錐度控制問題，其控制方法如下圖
三、自動化控制
印刷機的自動化控制水平是印刷機性能指標的重要組成部分。傳統(tǒng)的凹版印刷機控制系統(tǒng)是大量的電線、電纜連接凹版印刷機各電氣設備，實現(xiàn)電氣設備到PLC之間的電氣信號傳輸，然后再由PLC分別把開關量信號和模擬量信號各自用導線傳送到電氣設備。這樣的系統(tǒng)有以下缺點：
1． 系統(tǒng)有許多電氣導線連接點，調(diào)試和維護不方便，不可避免地增大了故障率。
2． 采用導線傳輸模擬信號，本身易受到環(huán)境和電網(wǎng)的電磁干擾。
3． 摸擬信號的傳輸，須經(jīng)模擬——數(shù)字，數(shù)字——模擬這樣的信號變換，帶來精度損失。PLC和全數(shù)字變頻器中，數(shù)字量精度至少是15位，即十萬分之一以上，而變頻中模擬接口由于受元器件的限制，一般的轉換精度都是10位，也就是說，如果采用這樣的方式進行信號傳輸和變換，則控制精度的極限是千分之一，不能發(fā)揮出變頻器的控制精度高的特點。
為克服傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的缺陷，我公司經(jīng)過不斷探索，借鑒先進的控制系統(tǒng)思路，結合凹版印刷機的實際工藝特點，把現(xiàn)場總線應用于凹版印刷機控制系統(tǒng)中，只需一條通訊電纜，把所有設備連接起來，即可實現(xiàn)模擬量和開關量信號的傳輸，如下圖：
這種控制系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)控制方式的缺點，并且還有以下特點：
1． PLC成為真正的控制中心。因為它綜合了所有生產(chǎn)工藝參數(shù)及設備狀態(tài)，使得觸摸屏能非常全面地顯示整臺機器的運行狀態(tài)，并對所有設備進行診斷、操作和干預，成為真正的人——機界面。
2． 通過遠程撥號網(wǎng)絡，利用電話線即可和我公司計算機實現(xiàn)在線即時診斷。我公司有一臺計算機安裝了客戶監(jiān)控診斷軟件，客戶可通過電話線撥通我公司這臺客戶服務計算機，由我公司工程師進行異地實時監(jiān)控，方便快捷地為用戶提供服務。
四、自動接料
1． 收卷接料：接料可以是定長接料（由PLC計算收卷長度，到設定長度時，自動接料），也可以由操作人員隨時發(fā)出操作指令。當PLC接到準備接料的指令時，首先轉動翻轉架到接料位置，放下切刀臂，同時，根據(jù)線速度和紙筒直徑，計算出新軸予驅(qū)動轉速，使得新軸進入予驅(qū)動狀態(tài)，其表面線速度和生產(chǎn)線速度相同，等待切料命令。操作員發(fā)出切料命令，壓輪和裁刀動作，切料完成，PLC停止原料軸，并使新軸進入自動張力調(diào)節(jié)。
2． 放卷接料，放卷接料原理同收卷接料，只是在予驅(qū)動時，必須先得到接料軸料卷直徑，予驅(qū)動速度才能準確，接料軸的表面速度和生產(chǎn)線速度才能相同，實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠接料。一般采用以下幾種方法得到接料軸直徑：
1) 每次接料前，從觸摸屏上手動輸入接料軸直徑。
2) 用超聲波儀器測量直徑，送入PLC中。
3) 在翻轉架上裝一旋轉電位器，把電位器阻值變化送入PLC中，由PLC算出直徑。
五、操作監(jiān)控
操作監(jiān)控有兩種形式：按鈕信號燈及觸摸屏這兩種方式，功能互相補充，使得凹版印刷機的操作具有可靠、靈活、直觀性。
1． 按鈕操作：按鈕操作可實現(xiàn)整機的啟停及設備的單動，操作簡便、直觀。
1) 機頭、機尾設有整機的啟動、停止、升速、降速、緊急停車等功能，并具有相關的信號燈指示；
2) 電機的單動功能；
3) 各壓輥的壓下、抬起功能；
2． 觸摸屏：觸摸屏和PLC通過串行總線連接，使得觸摸屏能采集并顯示PLC中的所有信息。并通過觸摸屏向PLC傳送設備參數(shù)、工藝參數(shù)，而且觸摸屏也可作為操作界面對設備進行整機操作和單動操作。
具有以下主要畫面，并可應用戶要求對有關畫面進行刪減和增加。
1) 主畫面：顯示整機工藝工況圖，該畫面為開機畫面，形象、逼真地顯示整機工藝狀態(tài)、設備狀態(tài)，并顯示主要參數(shù)，如線速度、張力、收放卷直徑等。
2) 工藝設定畫面：設定生產(chǎn)線速度、4段張力大小、收卷錐度、版輥直徑、收放卷紙筒直徑、各色溫度等。
3) 報警畫面：顯示各設備報警記錄，包括報警時間，故障診斷情況。
4) 操作畫面：對整機和各設備進行操作。
5) 生產(chǎn)記錄畫面：包括班累計產(chǎn)量、日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、成品率等。
6) 溫度畫面：顯示溫度變化曲線及加熱情況等
-項目自動化設計-
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