工作原理:
平版式胶印机是采用各种规格的纸张进行间接印刷。先将需要印刷的图文资料制成胶片底版,再转印到感光的PS金属板上,需要印刷的图文易于粘上油墨,而其他部分粘水而不着墨,PS板装在胶印机的辊简上,其粘上的油墨转印到另一滚筒上的橡皮布上,由橡皮布转印在纸张上。这种间接印刷利用橡皮布的高弹性,能以较小的滚筒压力印出结实的印记,即使极细的印记也能如实地再现于纸面。胶印机主要是由输纸、印刷、水墨供给、打码、收纸等机构所构成,在胶印机的工作过程中,要求输纸平稳,纸张连续不断,送纸必需到位,保证印张的定位精度,在印制彩色图文时,需要多次印刷,重复定位精度要高,否则会出现“重影”,使印张模糊。
在印刷过程中要保证水墨平衡,色彩均匀,要求主传动平稳,否则会出现墨杠,需要无级调速,印刷完的印张因为与橡皮布摩擦会产生静电,使纸张吸在一起,要采用静电消除器消除静电,收纸时要把纸张放置整齐,保证印张的’一定高度,自动调整,收纸台下降到极限位置时,要停止输纸并发出报警信号。控制系统配置:操作面板作为操作信号的输入单元,由按钮开关、船形开关、数字拨码盘、电位器组成。在工作过程中对纸张的位置、参数和机械机构的状态进行检测,这些信息是由光电、电感、电容传感器以及行程开关、微动开关提供给控制单元,参与逻辑和数学运算,控制单元足由PLC完成,根据操作输入信号和检测信号运算后发出输出信号,输出信号控制变频器,进行速度控制;控制电磁铁,驱动机械机构完成各 种动作,此外,还有提供电源单元,山电网来的220V电,经过主令开关,空气开关保护,供给PLC、变频器、稳压器使用.
工作原理是根据机械结构和操作要求设计的。在操作方面:有“手动”和“自动”两种工作方式,前者是用于印刷前的调整工作,机器调整完成以后,就可以进入“自动”工作状态,按规定的程序工作。对电气的要求,需要完成以卜功能.
1.主传动控制
运行必须平稳,在印刷过程中速度变化需要连续、没有跳变。速度在3000~10000RPh之间无级调速,正、反点车的速度限制在120RPh,洗辊时为6000RPh。
2.输纸控制
在印刷过程中,供纸的纸面高度要保持恒定,纸台能够自动调节上升,在送纸过程中要检测是否是单张,防止多张纸进入滚筒,破坏滚筒,如:有“双张”故障检测功能、纸张到位检测功能,一旦出现故障就要报警停机,排除故障。
3.合压,离压,计数控制
有纸张印刷时,按照机器的运行周期进行合压,离压,并对印刷的纸张进行计数。连续印刷时要锁定合压动作,一旦无纸或“断张”时,及时离压,防止再次印刷时,印张背后“蹭脏”。
4.摆墨、摆水控制
在主电机工作时,“手动”工作方式可直接操作,“自动”工作方式时,与合压同时工作。
5.重复码控制
重复打同‘号码的印张数由拨码盘输入的数据控制。
6.喷粉及纸张的静电消除
在印刷时,纸张与橡皮布摩擦会产生很高的静电,影响收纸并导致纸张蹭脏,要使用静电消除器消除纸张上的静电。在彩色印刷时,防止纸面上油墨的粘连,在收纸时,要在印刷纸面上喷上给粉。为了保证胶印机的印刷质量和可靠工作,要考虑以卜环节:
1.纸张厚度的检测
为了防止多张纸进入滚筒,称为“双张”故障,在实际控制上,凡是50g以上的纸张由微动开关进行检测,50g以下的纸张微动开关检测不出来,采用对射式光电传感器对其厚度进行检测。开机后,对进入印刷机的头三张纸的厚度分别进行测定,算出平均值 取其1.5倍作为标准值,以后对每张纸进行检测,凡是大 于此值的纸张判定为“双张”,停机并报警,这里的光电模拟信号的模数转换、数值运算及输出由PLC完成。
2.纸张到位
在印刷过程中,由于送入的纸张歪斜会造成废品,要使用反射式光电传感器作为检测元件对其进行故障测定。
3.合压控制
送入压滚筒的纸张,要在滚筒的一定位置送入,进行合压,无后续纸张时,及时离压,否则会在以后的印刷时造成背面“蹭脏”现象,但要求在连续印刷时要锁定合压,防止印刷小纸张时,每过一张纸就离压一次。这里的印刷周期作为标准,由电感传感器取出信号。打码合压的要求也同样如此。
4.重复码控制
所制文件或多联发票时,需要打印若干相同号码的印张,其印张数与拔码盘存入数据存储器进行比较,一旦数据相同,就发出信号,驱动拔码机构进行拔号。
5。水墨辊的运行控制
水墨辊的运行速度影响印刷质量,要保持水墨平衡状态。其速度要对应于主传动的速度,从变频器取出主机的速度模拟量,A/D转换后,调整比例因子,输出对应的脉冲或脉宽,控制伺服电机,达到水墨平衡的效果
6.互锁,连锁控制
为了保证安全,正、反点车之间需要互锁,运转与点动之间需要互锁。在收纸台下降到板 限位置时停止输纸;在运转时,如果机电的护罩被打开时,要立即停车,防止意外事故发生。
7.对PLC的输出进行保护
胶印机的大部分输出执行器采用电磁铁驱动机械结构实现控制的,虽然PLC的继电器可以直接使用,但电感性负载对触点不利,一旦出现问题,要更换或检查PLC的输出继电器不是一般用户能做到的,我们采用PLC继电器控制外部继电线圈,由外部继电器触点控制电磁铁,便于故障的检测和排除,延长PLC的使用寿命。
应用分析
原先,我们使用集成电路设计成控制电路,采用门电路,触发器,计数器,模拟开关等集成电路,其控制系统稳定可靠,但灵活性差,其优点是成本低,其输入与输出是并行工作的,速度快。但在市场经济的环境下,产品不断地改进与更新,对控制系统不断提出新的要求,集成电路控制系统跟不上发展的需要,开始采用PLC控制。在胶印机中,50g以下纸张的厚度检测和水墨平衡的调节是通过模数转换,经过运算而取出控制信号的,模数转换时间,经查阅有关资料,一般在 200us左右,加上传输时间应小于250us,胶印机高速度按12000RPH计算,一个运行周期为0.3秒,纸张在前规位置停留可供检测的时间约在 0.15s左右,模数转换可采用中断方式进行信号的检测,若程序长度为1K,其扫描周期不会大于2ms,可在相邻的扫描周期内检测到纸厚信号,可以在 0.15s时间内做出反应动作,而水墨辊的检测无严格时间限制可忽略不考虑。2001年接触到施耐德公司NEZA产品,现在已应用在A45,A46胶印机上,经过调试, 满足了这两个型号产品的技术要求.
本模型所涉及的内容包括:
a.触摸终端与PLC控制系统.涉及人机界面的应用与开发,PLC控制系统的编程与应用,触摸终端与PLC的通信等.
b.智能仪表与PLC控制系统.涉及智能仪表的应用与控制技术,触摸终端通过PLC对智能仪表参数的显示、设定与控制等通信技术,多台智能仪表与PLC的通信技术、过程参数的PID控制等.
c.变频器与PLC控制系统涉及变频技术的应用、触摸终端通过PLC对变频器的参数的显示、设定与控制等技术,多台变频器与PLC的通信技术.
d.模拟量的采集与控制系统.涉及模拟量采集模块的应用技术,触摸终端通过PLC采集模块实现参数的显示及控制.
e.电气原理图的设计.涉及AutoCAD软件应用、电气原理图的设计.
f.报警控制系统.涉及报警系统的采集、分析与报警及控制,充分发挥人机与PLC系统的优势.
在具体实施过程中,可根据时间和人员安排,将系统分为若干个子系统,分头实施,后进行系统整合和总体调试.
2 模型各子系统的设计与实现
2.1 人机界面子系统的设计
触摸终端是近年发展起来的新型人机交互界面器件,是可编程的具有触模式输入功能的显示屏。触摸终端又称可编程终端或人机界面(HMI)。人机界面的主要功能是取代传统的控制面板和显示仪表,同时可控制PLC、单片机、变频器、智能仪表.本次人机界面是基于HITECH系列触摸终端的ADP软件平台进行开发的.ADP软件表现真实的离线模拟功能,用鼠标单键即可在PC上模拟操作,可大幅缩短画面设计验证的反复修改及除错时间.利用其在线模拟功能,可以不需触摸终端,直接使用PC和PLC连线模拟.可配合PLC编程软件同时操作,让设计者轻松完成调试工作.
在人机界面的设计上,首先应根据生产工艺流程及系统的控制要求,综合考虑触摸终端的操作特点,编制出各个画面.通常人机界面一般设计有开机画面、主控画面、参数设定画面、报警画面、帮助画面等.
2.1.1 开机画面及主控画面的设计
开机画面作为首页,界面做得美观友好可 以给人较好的第一印象。主控画面主要应实现对控制系统的操作,包括自动控制与手动控制.本次主控画面的设计,利用组态软件,制作一台滴丸机立体效果图,并在相应的位置插入ON/OFF控制按钮,并利用数值显示控件,显示相关的参数.加上换画面按钮及时间显示等组成,并在适当的空白处做上报警指示灯及报警控制按钮.还利用走马灯形式来显示故障原因,
2.1.2 参数设定画面的设计
参数设定画面主要是设定仪表和变频器的参数,该画面分别有显示值与设定值两部分,方便对系统参数的观察比较与设置.通过数值的输入可以根据需要设置、修改某些参数,满足设备的工作需要.参数设定画面的设计是利用人机ADP软件工具栏里的数值显示和数值输入,在需要的位置设置大小合适的窗口.并设置好变量的读取或写入相应的资料寄存器位置以及相应的格式.
2.1.3 报警显示与帮助画面的设计
报警显示画面是人机界面与PLC的应用中的一个优势,它能直接、及时地反映设备的故障原因,让维修人员轻易地排除故障.还可以通过帮助画面,指导维修人员如何判断故障点、
障的原因,如何排除故障等等.报警画面的设计首先应该了解该设备可能出现故障的地方,以及需要报警提示的地方.图3为报警状态流程图,根据流程图的要求设计报警系统的程序.利用指示灯或走马灯的形式, 显示相应的故障信息,并利用蜂鸣器来做报警提示,这样就可以在第一时间内发现故障点,及时地排除故障[1].
2.2 PLC应用系统的设计
PLC经过几十年的迅速发展,己不仅能进行开关量控制,而且还能进行模拟量控制、位置控制.特别是PLC的通信网络技术的发展,PLC由单机控制向多机控制、由集中控制向多层次分布式控制系统发展,形成了满足各种需要的PLC应用系统.PLC应用系统的设计主要有以下几个方面:
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