一、 概述
隨著計算機技術、信息網絡技術以及觸摸式電腦屏人機界面控制技術的迅猛發展，在印刷包裝設備上正獲得廣泛地應用。近幾年來，使印刷機的智能化、網絡化、自動化控制更加先進和更加完善，印刷速度和套準精度愈來愈高。印刷設備正向機電一體化、控制智能化、網絡化及“三高“總目標---高速、高效、高質量方向邁進。
瑞士紙發公司生產的WIFAG370型網絡式高速無軸驅動多色印刷機就具有21世紀的先進水平。它采用典型的三層網絡結構，分為獨立控制層、組合控制層和生產信息管理層。獨立控制層由PLC AC110網站和MPS Fieldbus 、ArcNet、SERCOS環路、Modbus等組成，完成印刷機、控制系統、電動機、控制面板之間的數據交換和操作過程的自動化。PLC AC110網站中的模塊C1671作為主站的控制，既能準確完成位置、張力、墨量和開關等傳感器及執行裝置的狀態、信息等的采集和控制；又能確保各印刷單元獨立驅動的伺服電機同步控制。組合控制層將整個PLC網絡通過Adavnt Fieldbus連成局域網絡，并在主控計算機的控制下實現共享網絡數據庫，完成印刷過程的控制和管理。生產信息管理層則完成產品規劃、生產準備、工作編排、系統運行參數的預置以及打印出生產過程的數據報表等等
該設備集成了三層網絡、四種現場總線和六種通信協議等先進技術，因而大大提高了印刷速度和套準精度、改善了診斷、增加了處理數據總量，并可靠地實現了大范圍的高速實時信息集成和優化控制。它將現代工程的系統論、信息論、控制論和智能論融為一體。由此可以看出，在繼彩色數字印刷機（包括無版印刷機和有版DI數字印刷機）之后，凹印設備數字化、網絡化時代已經到來，它勢必給印刷業帶來又一場重大變革。
另外，國內北京高威科電氣技術有限公司也率先應用信息網絡技術，成功開發了4色網絡式印刷機電控系統。該系統由1個主通信控制站，9個變頻器，3個伺服電機，9個步進電機，22個遠程I/O單元，以及1個掛在總線上的人機界面組成。它通過一臺A2ASCPU進行主站控制，通過各色組的CC-Link遠程I/O模塊，執行輸入及輸出邏輯的處理，給紙及收紙由獨立的FX2N-CPU處理各自的邏輯控制，相關的信息通過CC-Link網絡返回主站，由主站協調各色組，主站同時返回互鎖信息，由給紙及收紙CPU進行處理。系統的特點是由于采用CC-Link網絡通訊，在一個變頻器、各色組、給紙及收紙也可實時的送回故障信息及報警資料，再由人機介面顯示相關內容及處理方法，大大方便了操作、簡化了維護?！?BR> 最近，佛山市飛友自動化技術有限公司與國防科學技術大學聯合研究和攻關，正在極積開發網絡式無軸驅動凹印機控制系統。該系統突出的特點是：（1） 系統采用先進的網絡化控制方案：將計算機主從式網絡化控制技術和無軸驅動技術有機的結合在一起，不但使主計算機和端點控制器之間通過網絡實現雙向數據傳輸，而且以“電子軸”代替了傳統印刷機上的“機械軸”，從而實現了網絡式數字化套色控制，因此將大大簡化機械裝置的復雜程度，提高套色控制精度和系統的可靠性；（2） 系統采用觸摸屏式張力數控系統：系統采用PLC可編程控制器整機控制，觸摸式電腦屏人機界面操作，系統自動化程度高，操作簡便，實用美觀，全方位參數設置，具有可操作性、高速穩定性和耐久性等優點。
網絡式無軸驅動凹印機控制系統大致可分為整機程序控制、套色控制、張力控制和其他控制四部分。本文僅對網絡式數字化套色控制和觸摸屏式張力數控系統作簡略介紹。
二、網絡式數字化套色控制系統
網絡式數字化套色控制系統主要由計算機、運動控制器、光電傳感器、零位傳感器、套色伺服電機等構成，用于實現對凹印機的印前對版和自動套色功能。其構成如圖1所示。

系統采用主從式網絡化控制方案，將計算機主從式網絡化控制技術和無軸驅動技術有機的結合在一起，不但使主計算機和端點控制器之間通過網絡實現雙向數據傳輸，而且以“電子軸”代替了傳統印刷機上的“機械軸”。計算機是系統的核心，可以通過網絡與各端點控制器進行數據交換，并據套色偏差和套色控制模型，實現套色電機之間的協調控制和狀態監測。端點控制器可以接收光電信號和脈沖編碼器信號，并實現對伺服電機的控制。光電傳感器用于檢測套色偏差，伺服電機可實現版輥回轉位置的精確控制。該系統的主要優點是：
1．網絡化控制方案，使主計算機和端點控制器之間通過網絡實現雙向數據傳輸，既提高了系統套色控制的靈活性，降低了控制系統的復雜程度，制造、安裝、維護方便。正因為如此，嵌入式軟件只設計了系統設置、印前對版、印刷控制和狀態監測四個程序模塊。與傳統的套色控制系統相比，大大減少了現場設備之間聯線的數量，既使整個系統的可靠性增加，又使得控制系統的控制集中在系統嵌入式軟件方面，使控制系統的制造、安裝和維護的復雜度大大降低。
2．伺服電機直接與版輥軸相連，套色控制精度高。傳統的凹印機是由主電機、主傳動軸、蝸輪蝸桿傳動機構帶動各印刷單元版輥一起張轉動，套色偏差主要通過帶動各印刷單元的套色調節導輥垂直上升或下降，調節版輥間承印物料的長度，使套色偏差趨近于零以實現套色控制。其主要問題是機械傳動環節多，制造安裝調試復雜，傳動精度難以保證，從而影響套色精度。在本系統中各版輥分別由伺服電機控制，由主計算機據套色偏差和套色控制模型實現數字化套色控制，以“電子軸”代替了傳統印刷機上的“機械軸”，大大降低了系統機械裝置的復雜性，即具有印前對版功能，又提高了系統的套色精度和自動化程度。
三、觸摸屏式張力數控系統
本設備張力控制采用四段統一控制方式的全閉環自動張力數控系統。機器由PLC可編程控制器整機運轉控制,人機界面采用HITECH觸摸屏進行運轉參數設定和顯示,放卷、放卷牽引、收卷牽引、收卷采用主控制柜協調集中控制和操作。四段張力即指放卷張力，放卷牽引張力，收卷牽引張力，收卷張力等四部分張力。所有四段張力均通過矢量電機來實現張力自動控制。在收料單元操作盤上裝有HITECH 觸摸屏，可進行速度、張力、卷徑等參數的設定，還可隨時顯示速度、張力等參數情況。另外，操作人員可在機器的任何部位進行啟動、加速、減速或停止操作，操作非常便利。在放料、收料墻板上除裝有張力控制操作盤外，還裝有整臺機器啟動、停止及緊急停止開關。由于采用矢量電機收料,控制的速度范圍較寬,無論在低速還是高速都具有良好的性能,可實現錐度張力控制,收卷效果極佳。