1 引言

　　目前，電氣控制新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)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(diǎn)，而在當(dāng)前許多印刷企業(yè)里,，老舊型號(hào)的單張紙平版印刷機(jī)仍擁有相當(dāng)大的數(shù)量。如果對(duì)它們改造,，將PLC,、觸摸屏全部使用上,，需更改大量的線(xiàn)路，幾乎相當(dāng)于重新制作電氣控制系統(tǒng),。若只針對(duì)單張紙平版印刷機(jī)主傳動(dòng)部份使用變頻器去改造，線(xiàn)路變動(dòng)小,，工作量少。既保留了原有繼電接觸控制簡(jiǎn)單,、實(shí)用的特點(diǎn),，又充分發(fā)揮了變頻器可靠、節(jié)能的優(yōu)勢(shì),，改造的性?xún)r(jià)比高,。以下就變頻器在國(guó)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(huì)。

　　2 印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的工藝特點(diǎn)

　　要使得變頻器驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)能良好地應(yīng)用于印刷機(jī),，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求，首先要清楚印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的工藝特點(diǎn),，它對(duì)變頻器的功能提出什么樣的要求，然后選擇何種型號(hào)的變頻器,，以及如何具體地改造對(duì)接原有的線(xiàn)路。

　　單張紙平版印刷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是由電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng),、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)帶動(dòng)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(dòng)作,，所以控制了主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)就控制了全機(jī)的運(yùn)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(shí)，都需要以手動(dòng)點(diǎn)車(chē)方式控制機(jī)器正反向運(yùn)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(zhǎng)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn),。機(jī)器開(kāi)始正式印刷生產(chǎn)時(shí)，有一個(gè)初始速度，約3000轉(zhuǎn)/小時(shí),。當(dāng)輸紙機(jī)開(kāi)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(shí)。為了適應(yīng)不同的生產(chǎn)速度要求,，可通過(guò)一個(gè)調(diào)速電位器對(duì)高速進(jìn)行調(diào)節(jié)，速度的實(shí)際值可以通過(guò)速度表指示出來(lái),。從印刷的高速降到初始印刷速度，有兩種情況,。一是手動(dòng)按鈕降速，另一是印刷過(guò)程中檢測(cè)到紙張故障,，如歪張、無(wú)紙,、雙張等使印刷機(jī)自動(dòng)減速運(yùn)行，各部分相應(yīng)地做出協(xié)調(diào)動(dòng)作,，如離壓、停水,、離墨、停止輸紙等,。在生產(chǎn)結(jié)束時(shí),，按下停車(chē)按鈕,，機(jī)器相應(yīng)地以自由停車(chē)方式平緩地停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,，為了保證人身安全，在印刷機(jī)的危險(xiǎn)部位安裝有安全保護(hù)開(kāi)關(guān)或急停按鈕,，只要這些開(kāi)關(guān)動(dòng)作，機(jī)器無(wú)論處于何種狀態(tài)，都要立即停止,，全機(jī)緊急制動(dòng)。

　　3 對(duì)變頻器的功能的要求

　?。?）要有三段速度控制、方向控制功能,，以滿(mǎn)足正反點(diǎn)車(chē)、正向低速,、印刷初始速度、高速的要求;
　?。?）高速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度值可變,，最好是通過(guò)手調(diào)電位器方式進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速,，以適應(yīng)不同工藝要求;
　　（3）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)要有速度指示,，使操作者明確當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài);
　?。?）機(jī)器的加、減速過(guò)程要平穩(wěn),，快慢適當(dāng)，做到速度變換時(shí)及時(shí)平滑無(wú)沖擊,，變頻器本身有故障時(shí)也要使全機(jī)停止運(yùn)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(mǎn)足,，針對(duì)所用的場(chǎng)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(jí),，單色機(jī)用5.5kW、雙色機(jī)用11kW的變頻器,，市場(chǎng)上變頻器的種類(lèi)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(tái)達(dá)等,，這些產(chǎn)品雖然價(jià)格較高，但質(zhì)量有保證,。對(duì)于一臺(tái)印刷機(jī)上電氣核心部件來(lái)講,，寧肯一次性投入較大，避免日后經(jīng)常故障帶來(lái)的麻煩,。當(dāng)然，如果對(duì)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(lái)講,，可將點(diǎn)動(dòng)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(xiàn)及與舊型印刷機(jī)的改造連接,，兩者線(xiàn)路如附圖所示,，相關(guān)的注意事項(xiàng)如下。

附圖 變頻器連接圖（KM1,、KM2,、KM3、KA1,、KA3為原圖紙?jiān)幪?hào)）

附表 改造前后主電機(jī)能耗對(duì)比表

　?。?）原印刷機(jī)的主傳動(dòng)裝置是電磁調(diào)速（滑差）電機(jī)、低速電機(jī)及離合器、制動(dòng)器等機(jī)構(gòu)都拆除不用,，用一臺(tái)上海通太電機(jī)公司生產(chǎn)的變頻調(diào)速專(zhuān)用電機(jī)代替,，該機(jī)11kW/380V自帶三相斷電制動(dòng)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,。
　　（2）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(diǎn)的接線(xiàn)可以拆除。將其余的可用觸點(diǎn)按照新線(xiàn)路加以利用,，作為變頻器控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn),。因?yàn)樵瓉?lái)繼電器的觸點(diǎn)可能會(huì)存在使用時(shí)間較長(zhǎng)，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(xiàn)需將相關(guān)觸點(diǎn)串并聯(lián)進(jìn)行組合,，以滿(mǎn)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(gè)合適的調(diào)速顯示盒，利用一個(gè)1KΩ/ZW的繞線(xiàn)電位器接入模擬信號(hào)輸入端口——10E,，2.5,，用一只滿(mǎn)量程10V的直流電壓表并聯(lián)在2.5端，變換一下表盤(pán)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(bào)警常閉觸點(diǎn)B,、C連接端串入原控制線(xiàn)路KA1的串聯(lián)回路,，使其動(dòng)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(xiàn)路KA1旁,。若有報(bào)警即釋放,，斷開(kāi)主電機(jī)回路，同時(shí)KA1常閉觸點(diǎn)閉合,，復(fù)位變頻器,，禁止輸出,。冷卻風(fēng)扇,，電磁剎車(chē)的接觸器KMb線(xiàn)圈的連通有兩條支路，一是串入KMa常開(kāi)觸點(diǎn)與KMa并聯(lián),，另一路是與電源之間串入盤(pán)車(chē)安全開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn),。正常時(shí)該支路斷開(kāi)，在需要手動(dòng)搖車(chē)時(shí),，電源經(jīng)過(guò)安全開(kāi)關(guān)也使KMb通電,，剎車(chē)松開(kāi)可搖車(chē)。
　?。?）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(guò)線(xiàn)束穿管與原控制柜連接,。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)以上步驟，筆者成功改造了一臺(tái)舊式J2205單張紙雙色平版印刷機(jī),，改造后機(jī)長(zhǎng)反映速度穩(wěn),、調(diào)速準(zhǔn),、高效節(jié)能,，維修人員也感覺(jué)可靠性高,，幾乎不需格外維護(hù),。我們實(shí)際測(cè)量了改造前后印刷機(jī)生產(chǎn)時(shí)所消耗的電流，做出比較測(cè)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(shí)，1年以 280天計(jì)算,，一年可省電16800kWh,，以每千瓦小時(shí)電0.7元計(jì),，一年僅電費(fèi)就可省下11760元，此外,，以前低速離合與制動(dòng)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(gè)，每個(gè)250元計(jì),，又可節(jié)省1000元,。我們購(gòu)買(mǎi)變頻器花費(fèi)7800元，變頻電機(jī)8000元,，加上所需的一些電線(xiàn),、繼電器等總計(jì)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(lái)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(duì)主傳動(dòng)進(jìn)行改造是一項(xiàng)簡(jiǎn)單易行,，實(shí)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(huì)的潮流,，值得大力推廣。