V80系列PLC在印刷機控制系統中的應用

1 、引言

印刷機是一個精度較高的機械，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為主控器的控制方案。

2 、系統結構

V80系列PLC矩形科技開發的一款通用型高性價比的小型可編程控制器，采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片, 程序掃描速度快，每條基本指令僅需0.2ms，I/O控制點數多達256點，用戶存儲空間大，性能穩定可靠。

由于雙色印刷機的輸入，輸出點較多，因此采用了雙機通訊。上位機采用V80系列產品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V80系列產品M40DR+E8AD2，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。

系統結構如圖1所示：

其中，上位機與下位機采用了RS485通訊，通訊協議采用Modbus協議。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。

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。

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，可將版輥的轉動精度很好地控制在打版范圍內。

通過觸摸屏,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，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。



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。

給紙過程的流程，如圖2所示：

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

采用矩形科技V80系列PLC的控制方案，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。