《電子技術(shù)應(yīng)用》
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變頻器在單張紙平版印刷機(jī)改造中應(yīng)用
摘要: 目前,電氣控制新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國產(chǎn)單張紙平版印刷機(jī)上,,如PLC,、觸摸屏,、變頻器等,。這些新型單張紙平版印刷機(jī)與若干年前舊型的設(shè)備相比,,具有可靠性高,、節(jié)能高效,、功能完善等優(yōu)點,而在當(dāng)前許多印刷企業(yè)里,,老舊型號的單張紙平版印刷機(jī)仍擁有相當(dāng)大的數(shù)量,。
Abstract:
Key words :

1 引言

 

  目前,,電氣控制新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國產(chǎn)單張紙平版印刷機(jī)上,如PLC,、觸摸屏,、變頻器等。這些新型單張紙平版印刷機(jī)與若干年前舊型的設(shè)備相比,,具有可靠性高,、節(jié)能高效、功能完善等優(yōu)點,,而在當(dāng)前許多印刷企業(yè)里,,老舊型號的單張紙平版印刷機(jī)仍擁有相當(dāng)大的數(shù)量。如果對它們改造,,將PLC,、觸摸屏全部使用上,需更改大量的線路,,幾乎相當(dāng)于重新制作電氣控制系統(tǒng),。若只針對單張紙平版印刷機(jī)主傳動部份使用變頻器去改造,線路變動小,,工作量少。既保留了原有繼電接觸控制簡單,、實用的特點,,又充分發(fā)揮了變頻器可靠、節(jié)能的優(yōu)勢,,改造的性價比高,。以下就變頻器在國產(chǎn)單雙色單張紙平版印刷機(jī)改造中的應(yīng)用,談一些體會,。

  2 印刷機(jī)運轉(zhuǎn)控制的工藝特點

  要使得變頻器驅(qū)動變頻電機(jī)能良好地應(yīng)用于印刷機(jī),,滿足生產(chǎn)工藝的要求,首先要清楚印刷機(jī)運轉(zhuǎn)控制的工藝特點,,它對變頻器的功能提出什么樣的要求,,然后選擇何種型號的變頻器,以及如何具體地改造對接原有的線路,。

  單張紙平版印刷機(jī)的運轉(zhuǎn)是由電機(jī)通過皮帶傳動,、齒輪傳動、鏈傳動帶動整機(jī)的,,各滾筒,、牙排、機(jī)構(gòu)之間由機(jī)械的連接配合協(xié)調(diào)動作,,所以控制了主傳動的電動機(jī)就控制了全機(jī)的運行狀態(tài),。在機(jī)械調(diào)節(jié),、檢查、安裝拆卸PS版和橡皮布,、清潔機(jī)器時,,都需要以手動點車方式控制機(jī)器正反向運轉(zhuǎn),大約4r/min的速度比較合適,。在印刷暫停期間,,為了保證PS版不損壞,墨不干燥,,要使機(jī)器以相同的速度長車運轉(zhuǎn),。機(jī)器開始正式印刷生產(chǎn)時,有一個初始速度,,約3000轉(zhuǎn)/小時,。當(dāng)輸紙機(jī)開始輸紙后可以加速,使機(jī)器以較高的速度生產(chǎn),,一般是6000~8000轉(zhuǎn)/小時,。為了適應(yīng)不同的生產(chǎn)速度要求,可通過一個調(diào)速電位器對高速進(jìn)行調(diào)節(jié),,速度的實際值可以通過速度表指示出來,。從印刷的高速降到初始印刷速度,有兩種情況,。一是手動按鈕降速,,另一是印刷過程中檢測到紙張故障,如歪張,、無紙,、雙張等使印刷機(jī)自動減速運行,各部分相應(yīng)地做出協(xié)調(diào)動作,,如離壓,、停水、離墨,、停止輸紙等,。在生產(chǎn)結(jié)束時,按下停車按鈕,,機(jī)器相應(yīng)地以自由停車方式平緩地停止運轉(zhuǎn),。此外,為了保證人身安全,,在印刷機(jī)的危險部位安裝有安全保護(hù)開關(guān)或急停按鈕,,只要這些開關(guān)動作,機(jī)器無論處于何種狀態(tài),都要立即停止,,全機(jī)緊急制動,。

  3 對變頻器的功能的要求

  (1)要有三段速度控制,、方向控制功能,,以滿足正反點車、正向低速,、印刷初始速度,、高速的要求;

  (2)高速運轉(zhuǎn)的速度值可變,,最好是通過手調(diào)電位器方式進(jìn)行無級調(diào)速,,以適應(yīng)不同工藝要求;

  (3)機(jī)器運轉(zhuǎn)要有速度指示,,使操作者明確當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀態(tài);

 ?。?)機(jī)器的加、減速過程要平穩(wěn),,快慢適當(dāng),,做到速度變換時及時平滑無沖擊,變頻器本身有故障時也要使全機(jī)停止運轉(zhuǎn),。

  4 變頻器的參數(shù)選擇

  根據(jù)這些要求可知,,絕大多數(shù)變頻器都可滿足,針對所用的場合,,選擇通用型變頻器,。電壓容量的選擇根據(jù)所接電源和原機(jī)所用的電機(jī)。此處使用400V等級,,單色機(jī)用5.5kW、雙色機(jī)用11kW的變頻器,,市場上變頻器的種類繁多,,一般選擇品質(zhì)優(yōu)良的主流產(chǎn)品,如三菱A540系列,、安川G5,、臺達(dá)等,這些產(chǎn)品雖然價格較高,,但質(zhì)量有保證,。對于一臺印刷機(jī)上電氣核心部件來講,寧肯一次性投入較大,,避免日后經(jīng)常故障帶來的麻煩,。當(dāng)然,如果對變頻器其它的品牌質(zhì)量、性能指標(biāo)有把握,,也可以選擇,,這樣可以節(jié)省一些。有了變頻器硬件以后,,要設(shè)定其內(nèi)部參數(shù),。就速度方面的參數(shù)來講,可將點動頻率設(shè)為2.5Hz,,初始印刷速度25Hz,,高速60Hz左右。以下以三菱變頻器A540系列400V,、11kW產(chǎn)品為例,,描述一下它的具體接線及與舊型印刷機(jī)的改造連接,兩者線路如附圖所示,,相關(guān)的注意事項如下,。

 

附圖 變頻器連接圖(KM1、KM2,、KM3,、KA1、KA3為原圖紙元件編號)

  附表 改造前后主電機(jī)能耗對比表


(1)原印刷機(jī)的主傳動裝置是電磁調(diào)速(滑差)電機(jī),、低速電機(jī)及離合器,、制動器等機(jī)構(gòu)都拆除不用,用一臺上海通太電機(jī)公司生產(chǎn)的變頻調(diào)速專用電機(jī)代替,,該機(jī)11kW/380V自帶三相斷電制動器及冷卻風(fēng)扇,。原電機(jī)的安裝底座可以利用,原電機(jī)的皮帶輪也可拆下裝在新電機(jī)軸上,。

 ?。?)因原主電機(jī)、低速電機(jī)已拆,,所以配電箱內(nèi)的接觸器KM1,,KM2,KM3主觸點的接線可以拆除,。將其余的可用觸點按照新線路加以利用,,作為變頻器控制信號的開關(guān)觸點。因為原來繼電器的觸點可能會存在使用時間較長,,接觸不良的狀況,,最好予以換新。變頻器正向輸入端STF,,反向輸入端STR,,中速端 RM,低速端RL,復(fù)位端MRS,,公共端SD接線需將相關(guān)觸點串并聯(lián)進(jìn)行組合,,以滿足三段調(diào)速要求。

 ?。?)原有的電磁調(diào)速器ZLK-11也拆除,,正好可以利用其安裝位置制作一個合適的調(diào)速顯示盒,利用一個1KΩ/ZW的繞線電位器接入模擬信號輸入端口——10E,,2.5,,用一只滿量程10V的直流電壓表并聯(lián)在2.5端,變換一下表盤內(nèi)的指示單位,,可指示變頻器的指令速度,。

  (4)將變頻器內(nèi)部的報警常閉觸點B,、C連接端串入原控制線路KA1的串聯(lián)回路,,使其動作后具有整機(jī)急停的功能。

 ?。?)控制主電機(jī)的接觸器KMa并接在原線路KA1旁,。若有報警即釋放,斷開主電機(jī)回路,,同時KA1常閉觸點閉合,,復(fù)位變頻器,禁止輸出,。冷卻風(fēng)扇,,電磁剎車的接觸器KMb線圈的連通有兩條支路,一是串入KMa常開觸點與KMa并聯(lián),,另一路是與電源之間串入盤車安全開關(guān)的常閉觸點,。正常時該支路斷開,在需要手動搖車時,,電源經(jīng)過安全開關(guān)也使KMb通電,,剎車松開可搖車。

 ?。?)變頻器的安裝位置有兩種方式。一是另外制作一只控制箱,,放置在飛達(dá)輸紙板下部適當(dāng)位置,,另一種是如果控制柜離墻或柱子較近,可交將控制箱固定在墻或柱上,,通過線束穿管與原控制柜連接,。

  5 結(jié)束語

  經(jīng)過以上步驟,筆者成功改造了一臺舊式J2205單張紙雙色平版印刷機(jī),改造后機(jī)長反映速度穩(wěn),、調(diào)速準(zhǔn),、高效節(jié)能,維修人員也感覺可靠性高,,幾乎不需格外維護(hù),。我們實際測量了改造前后印刷機(jī)生產(chǎn)時所消耗的電流,做出比較測算,,得出至少節(jié)能30%以上的結(jié)論,。如附表所示:以每天生產(chǎn)20小時,1年以 280天計算,,一年可省電16800kWh,,以每千瓦小時電0.7元計,一年僅電費就可省下11760元,,此外,,以前低速離合與制動使用的電磁離合器由于工作環(huán)境差,易損壞,。以每年更換4個,,每個250元計,又可節(jié)省1000元,。我們購買變頻器花費7800元,,變頻電機(jī)8000元,加上所需的一些電線,、繼電器等總計約16000元,。投入與產(chǎn)出一比,不到一年半就可收回全部投資,。當(dāng)然,,這還不包括改造后生產(chǎn)率提高,印刷品質(zhì)量改善所帶來的間接效益,。

  綜上所述,,在老、舊型的單張紙平版印刷機(jī)上應(yīng)用變頻器對主傳動進(jìn)行改造是一項簡單易行,,實用經(jīng)濟(jì)的好革新,,即推廣了新技術(shù)的應(yīng)用,又符合當(dāng)前所倡導(dǎo)的構(gòu)建節(jié)約型社會的潮流,,值得大力推廣,。

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