在印刷機的使用過程中PLC處理在其中可以起到重要的作用以下我們就一起來了解一PLC在印刷機的精確控制

引言

近年來隨著我國自動化技術的提高工廠自動化也上了一個新臺階PLC作為一個新興的工業控制器以其體積小,功能齊全價格低廉可靠性高等方面具有獨特的優點在各個領域獲得了廣泛應用

作為國內最大的印刷機生產廠家---北人集團公司為了使產品性能穩定易于維護我們采用了以PLC為主控器的控制方案由于雙色印刷機要求易于操作精度高故其輸入輸出點較多因此采用了雙機通訊上位機采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A主要負責主傳動的控制各機組離合壓的控制以及氣泵氣閥的控制等下位機采用三菱FX2N-64MR+4A/D,主要負責水輥電機的控制主傳動的調速輸出調版電機數據采集等同時選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏主要負責水輥電機速度顯示調版顯示以及整機故障顯示等本系統運行可靠維護方便操作簡便直觀大大提高了膠印機的檔次受到用戶好評

系統結構

其中上位機與下位機采用了RS485通訊通訊方便可靠對多色機而言安全因素很重要在設計中每個機組既要考慮到安全控制其中包括本位機組的急停安全按鈕還要考慮方便操作包括每個機組均應有正點反點按鈕因此一方面輸入點增加很多另一方面走線也很不方便采用雙機通訊可以很好地解決此問題各機組的走線可以按照就近原則進入離它較近的控制柜內既節省了走線也方便了控制

由于印刷機是一個精度較高的機械印刷品的好壞一方面在于機械加工以及安裝的精度另一方面也取決于水路墨路的平衡以及合壓的準確性雙色機的每一色組都有水路和墨路裝置為了便于水輥速度的調節每根水輥都用一個變頻器控制同時主電機速度也需要變頻器調節因此為了實現多路速度調節我們采用了三菱4D/A數模轉換器它將PLC方給出的數字量根據相應的算法轉換成0~10V直流電壓輸出很好地實現了多路速度調節要求

在印刷過程中調版是一個比較繁瑣的過程尤其對多色機來說各組版對正的精度會對印品產生很大的影響如果套印不準印刷品就會出現字面重疊或影像不清一般來說印版軸向調節范圍為-2mm~+2mm,周向調節范圍為-1mm~+1mm如果使用手動調版會浪費很多時間而且精度不高為了實現自動打版我們在版輥上安裝了電位器通過電位器將模擬量傳送給4A/D經過PLC處理可將版輥的轉動精度很好地控制在打版范圍內

觸摸屏作為一種新型的人機界面從一出現就受到關注它的簡單易用強大的功能及優異的穩定性使它非常適合用于工業環境用戶可以自由地組合文字按鈕圖形數字等來處理或監控管理隨時可能變化的信息隨著機械設備的飛速發展以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作無法提高效率但使用人機界面能明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況使操作變得簡單生動使用觸摸屏還可以使機器配線標準化簡單化同時也能減少PLC控制所需的I/O點數降低生產成本也相對提高整套設備的附加價值三菱觸摸屏和三菱PLC有很好的通用性能在線監視并修改程序不必很麻煩的重復插拔接口

軟件設計

1給紙設計

印刷機整體的電氣設計還是比較復雜的對時間的要求也很嚴格

在機器的很多地方裝有接近開關用來檢測不同的時間點在印刷過程中走紙的好壞是影響機器質量的一個重要環節所謂紙走的好壞指的是無歪張雙張等現象如果有歪張雙張現象在高速情況下就會將走壞的紙卷入機器內從而破壞膠皮給用戶帶來很大損失此過程流程如下在實驗中我們發現按照上述流程編制的程序在低速沒有問題但速度增高至7000r/h后就會出現歪張鎖不住現象究其原因主要是因為光頭反應時間和磁鐵動作時間滯后造成程序在執行過程中采用循環掃描方式為了讓電磁鐵輸出提前在設計中我采用了中斷和三菱編程指令的輸入輸出刷新指令使電磁鐵輸出立即執行提前了電磁鐵動作時間即使在12000r/h的速度下也能很好的鎖住有故障的紙張解決了給紙的一大難題｜

2離合壓設計

離壓合壓在印刷中具有很重要的作用離合壓的準確性對印品質量的好壞有著直接的影響合壓過早會弄臟壓印輥筒給操作帶來很多不便離壓過早會使最后一張紙印不上完整的圖案造成紙張浪費

印刷時版輥筒與膠皮輥筒先合壓膠皮輥筒與壓印輥筒后合壓在我們的機器中合壓全部采用了氣動裝置每個氣缸都有一個動作時間由于印刷速度是多段速在3000~12000r/h之間根據用戶需要可選擇不同的速度但是氣缸動作時間是一定的齒輪轉過角度是一定的因此機器速度不同時合壓時間也不同為了解決此問題我們根據理論計算值找出對于不同機器速度時機器的延時時間采用比較指令當機器段速與理論值相等時延時相應的時間使壓印輥筒與膠皮輥筒準確合壓經過多次試驗離壓合壓都沒有問題

3人機界面設計

在人機界面中設計了7幅畫面包括整體圖形故障顯示機器速度和計數顯示水輥速度顯示調版監控等故障顯示使用指示器給出位元件即可實現閃動效果讓操作者很方便的知道故障部位整體感很好在水輥速度顯示中設計了一個柱狀圖可以顯示水量增加大小只需按下柱狀圖就可增加水量同時也可方便監控

結束語

印刷機的一套電氣設計屬于系統設計包括硬件軟件設計涵蓋范圍較廣這里我只簡單介紹了其中比較重要的幾部分其它細節還有很多這里不再一一列舉使用三菱的一套控制系統感覺可靠方便在機器批量生產過程中沒有發現大問題其PLC功能齊全可靠耐用指令簡潔與其他產品相比感覺三菱整體軟件系統界面都比較友好給用戶編程維修都帶來極大方便其觸摸屏與PLC有很好的通用性可通過觸摸屏>監視并修改程序這是其它產品所不能匹及的總之三菱的工控元件給設計人員和用戶都帶來了很多方便