印刷機的一套電氣設(shè)計屬于系統(tǒng)設(shè)計,，包括硬件，軟件設(shè)計,，涵蓋范圍較廣,。使用三菱的一套控制系統(tǒng)，感覺可靠,，方便,，在機器批量生產(chǎn)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)大問題,。 

    1 引言

    近年來,，隨著我國自動化技術(shù)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(yè)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(yōu)點,，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,。

    作為國內(nèi)最大的印刷機生產(chǎn)廠家——-北人集團公司，為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)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(zé)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(zé)水輥電機的控制,，主傳動的調(diào)速輸出，調(diào)版電機數(shù)據(jù)采集等,。同時選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏,，主要負責(zé)水輥電機速度顯示，調(diào)版顯示,，以及整機故障顯示等,。本系統(tǒng)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,。
    
    2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

    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(shè)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(yīng)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(nèi),，既節(jié)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(diào)節(jié),，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(diào)節(jié),。因此，為了實現(xiàn)多路速度調(diào)節(jié),，我們采用了三菱4D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器,，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,，很好地實現(xiàn)了多路速度調(diào)節(jié)要求。

    在印刷過程中,，調(diào)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(chǎn)生很大的影響,。如果套印不準,，印刷品就會出現(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,。如果使用手動調(diào)版，會浪費很多時間,，而且精度不高,。為了實現(xiàn)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(jīng)過PLC處理,，可將版輥的轉(zhuǎn)動精度很好地控制在打版范圍內(nèi)。

    觸摸屏作為一種新型的人機界面,，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注,，它的簡單易用，強大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境,。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)控管理隨時可能變化的信息,。隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)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(shè)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(shù)，降低生產(chǎn)成本,，也相對提高整套設(shè)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(jiān)視并修改程序,，不必很麻煩的重復(fù)插拔接口,。
    
    3 軟件設(shè)計

    3．1 給紙設(shè)計

    印刷機整體的電氣設(shè)計還是比較復(fù)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(guān),，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(zhì)量的一個重要環(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,，就會將走壞的紙，卷入機器內(nèi),，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(fā)現(xiàn),，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(xiàn)歪張鎖不住現(xiàn)象。究其原因,，主要是因為光頭反應(yīng)時間和磁鐵動作時間滯后造成,。程序在執(zhí)行過程中，采用循環(huán)掃描方式,，為了讓電磁鐵輸出提前,，在設(shè)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(zhí)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。

     3．2離合壓設(shè)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(zhì)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,。

     在設(shè)計中,，離壓，合壓的程序流程如圖所示：

    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(jù)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(zhuǎn)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(jù)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(dāng)機器段速與理論值相等時,，延時相應(yīng)的時間，使壓印輥筒與膠皮輥筒準確合壓,。經(jīng)過多次試驗,，離壓，合壓都沒有問題,。

    3．3 人機界面設(shè)計

    在人機界面中,，設(shè)計了7幅畫面，包括整體圖形,，故障顯示,，機器速度和計數(shù)顯示，水輥速度顯示,，調(diào)版監(jiān)控等,。故障顯示使用指示器，給出位元件即可實現(xiàn)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(shè)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(jiān)控,。如圖所示：

4． 結(jié)束語

    印刷機的一套電氣設(shè)計屬于系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件,，軟件設(shè)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(jié)還有很多,，這里不再一一列舉,。使用三菱的一套控制系統(tǒng)，感覺可靠,，方便,，在機器批量生產(chǎn)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)大問題,。其PLC功能齊全,，可靠耐用，指令簡潔,，與其他產(chǎn)品相比,，感覺三菱整體軟件系統(tǒng)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(jiān)視并修改程序,，這是其它產(chǎn)品所不能匹及的,。總之,，三菱的工控元件給設(shè)計人員和用戶都帶來了很多方便,。