V80系列PLC在印刷機控制系統中的應用

1 引言
印刷機是一種精度要求較高的機械，印刷品的好壞一方面取決于機械加工以及安裝精度，另一方面取決于水路，墨路的平衡以及合壓的準確性。 為使印刷出來的產品性能穩定，采用了以V80系列PLC為主控器并配合觸摸屏的控制方案，PLC用來完成各機組離合壓與水輥電機的協調準確控制，觸摸屏用來完成對印刷機運行參數的設置以及設備當前運行狀況的監控。
2 系統結構
由于雙色印刷機的輸入，輸出點較多，在設計中，每個機組既要考慮到安全控制，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。這樣就造成一方面輸入點增加很多；另一方面，走線也很不方便。因此，采用雙機通訊，可以很好地解決此問題。 V80系列PLC是德維森科技有限公司開發的一款通用型高性價比的小型可編程控制器，每個PLC本體模塊都具備1個RS485通訊接口，可實現多達16個PLC模塊的通訊，通訊協議為Modbus協議，通訊速率高達38400bps。因此，雙機通訊時的上位機與下位機采用了V80系列PLC產品，其中，上位機采用M40DR+E16D+E4DA2，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M40DR+E8AD2，主要負責水輥電機的控制、主傳動的調速輸出以及調版電機數據采集等。
同時，系統選用了一臺eView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。整個系統結構如圖1所示：
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，采用了V80－E4DA2模擬量輸出模塊，它將PLC本體給出的數字信息，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。

圖1 印刷機控制系統結構圖
對多色機來說，調版是一個比較繁瑣的過程，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，在版輥上安裝了電位器，通過電位器將模擬量傳送給V80-E8AD2，經過PLC處理實現閉環控制，可將版輥的轉動精度很好地控制在打版范圍內。
用戶可以通過觸摸屏上自由組合的文字，按鈕，圖形，數字等來處理或監控隨時發生的變化信息，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。
3 系統設計
3.1 給紙設計
印刷機整體的電氣設計對時間的要求嚴格，在機器設備上安裝有多個接近開關，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。所謂走紙的好壞，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。
給紙過程的流程，如圖2所示：

圖2 給紙流程圖
按照上述流程編制的程序，在速度增高至7000r/h 后，會出現歪張鎖不住現象，主要是因為光頭反應時間和磁鐵動作時間滯后造成。為了讓電磁鐵輸出提前，采用中斷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。
3.2 離合壓設計
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。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，由于合壓采用了氣動裝置，每個氣缸都有一個動作時間，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，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。
4． 結束語
采用V80系列PLC和觸摸屏配合的控制方案，一方面，可以很好地控制調節水輥速度以及調版版輥的轉動精度；另一方面，并通過對給紙流程和離合壓的優化設計，可以極大的改善走紙好壞和印品的質量。
通過在某印刷設備廠實際應用，表明系統運行可靠，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。