V80系列PLC在印刷機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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矩形科技開發(fā)的一款通用型高性價(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。

對多色機(jī)來說，調(diào)版是一個(gè)比較繁瑣的過程，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(zhǔn)，印刷品就會(huì)出現(xiàn)字面重疊或影像不清。一般來說，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，通過電位器將模擬量傳送給V80-E8AD2，經(jīng)過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)。

通過觸摸屏,用戶可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來處理或監(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，使操作變得簡單生動(dòng)。使用觸摸屏，還可以使機(jī)器配線標(biāo)準(zhǔn)化，簡單化，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)對時(shí)間的要求嚴(yán)格，在機(jī)器的很多地方裝有接近開關(guān)，用來檢測不同的時(shí)間點(diǎn)。在印刷過程中，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，給用戶帶來很大損失。

給紙過程的流程，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，對印品質(zhì)量的好壞有著直接的影響。合壓過早，會(huì)弄臟壓印輥筒，給操作帶來很多不便；離壓過早，會(huì)使最后一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。為了解決此問題，根據(jù)理論計(jì)算值，找出對于不同機(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。



4、結(jié)束語

采用矩形科技V80系列PLC的控制方案，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，操作簡便直觀，大大提高了膠印機(jī)的檔次，受到用戶好評(píng)。