和利时LM系列PLC在全自动停回转式网版印刷机上的应用
全自动停回转式网版印刷机采用经典的停回转技术，具有纸张定位准、稳，印刷精度高，速度快，噪音低，自动化程度高等优点，适用于陶瓷及玻璃花纸、电子工业（薄膜开关、柔性线路、仪表面板、手机）、广告、包装印刷、标牌、纺织转移、特殊工艺等行业。
近年来，随着我国自动化技术的提高，工厂自动化也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的工业控制器，以其体积小,功能齐全，价格低廉，可靠性高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。可编程控制器（PLC）在通讯功能和高速计数以及脉冲输出功能的日益完善，性能日益提升，使得PLC＋伺服＋变频器＋触摸屏组成的整个系统在印刷机上应用成为可能。
2 全自动停回转式网版印刷机介绍
2.1 设备结构
输纸飞达：对印件厚度适应能力强，确保高速下顺畅输纸；自主选择单张式或连续式走纸；可采用双层堆纸方式，提高机械效率。
送纸台：台底带真空吸附，配合台面上的推纸及压纸结构，保证各种材料的顺畅输送。
滚筒及套准结构：自动停格式滚筒保证印件前端能准确无误地送到滚筒叼牙，达到极高的准确度；同时，滚筒叼牙及拉规都装置电眼，以监察印件的到位情况。
刮胶系统：双凸轮分别控制胶刮及回墨刀动作；胶刮带气动保压装置，印件图像更清晰，墨层更均匀。
网版结构：网版架可以拉出，方便印件套准或送料的调整；滚筒和网版的清洁也更安全、快捷；带接墨盘，防止油墨滴到滚筒上。
网版架运行的轨道：进口直线导轨及走珠轴承，减少整机在高速运行下的震荡及噪音，保证印刷的稳定；
排料台：排料台可九十度折下，便于调校网版、安装印刀及清扫和检查；附带真空吸附，确保顺畅排料。
经典停回转机构，自动停格式滚筒保证印件前端能准确无误地送到滚筒叼牙，达到极高的准确度；同时，滚筒滚筒叼牙及拉规都装置电眼，以监察印件的到位情况，有效降低印刷废品率；
双凸轮、印刷大滚筒之间采用连杆、齿条、齿轮同步机构，整机传动精度高、传动可靠、结构紧凑、噪声低；
纸张负压输送结构，输纸准确稳定；
采用数控电眼对位系统。纸张到达前侧规位时，由数控电眼自动对位，微小错位、跑位，自动停机，保证套印的高准确度，有效的降低印刷废品率；
主传动及主要部件自动润滑，有效延长使用精度和机器寿命；
PLC集中控制整机运转，触摸屏/按钮双操作系统，操作简便，自动化程度高；
与转页式丝网干燥机、UV光固机或UV&IR组合烘道及全自动收纸机联机组成全自动丝印生产线（见图2）。
图2 全自动丝印生产线
2.3 控制要求
运行：按两次启动，第一次警铃连续鸣叫3S，如有故障，则鸣不同次数，以判定故障类型；无故障，10S内必须再次按下启动，方可运转。
启动后，根据检测系统的启动情况，分连续运行(检测未开)和自动运行(检测开)
连续运行：主机连续运转，飞达压脚有信号时，飞达自动上升补纸；需人工启动四个气泵，人工落墨刀，光纤检测有偏差时，停车
自动运行：主机连续运转，飞达压脚有信号时，飞达自动上升补纸；飞达泵及滚筒泵自动启动，根据走纸情况，人工启动送纸泵及出纸泵；光纤检测纸张到位后，自动落墨刀开始印刷，光纤检测到纸张到位有偏差时，自动离压抬刀到中位，不停车，等待下一张纸准确到位后，重新落刀，合压印刷。
编码器输出数值给PLC，以判定主电机带动网架运行时所在的位置，与光纤信号配合，判定纸张有无及到位情况。
3 控制系统介绍
3.1 控制系统方案
控制系统上位机采用和利时HT6600C系列触摸屏，下位机CPU选用和利时LM3108 PLC控制器，上、下位机之间走RS232串口线通过标准MODBUS协议进行通讯。CPU内部通过逻辑编程处理来自触摸屏以及按钮、传感器、限位开关等信号控制一个主电机(8.0KW通过一个三菱A740-11K变频器，面板电位器调速)、两个0.37KW升降电机(工频控制，飞达台板电机，墨刀升降电机)，四个气泵(飞达泵、送纸板风机、滚筒泵、出纸板风机)，三个三位五通电磁阀(六个输出控制)。
3.2控制系统硬件
3.2.1 可编程逻辑控制器-PLC
本系统采用HOLLiAS LM系列PLC控制，配置1个CPU模块LM3108、1个16通道数字量输入模块LM3212和1个16通道数字量输出模块LM3221。
1）CPU模块：LM3108模块的额定工作电压为DC24V，自带40点I/O，提供24路DC24V输入/16路晶体管输出处理。具有两路 20KHz高速输出，1个RS232和1个RS485通讯接口，支持专有协议（仅RS232）/Modbus RTU协议/自由协议。
2）数字量输入扩展模块：LM3212模块提供16路DC24V数字量输入处理，数字量输入信号的额定工作电压为24V。输入通道间光电隔离，隔离耐压1000V DC。
3数字量输出扩展模块：LM3221模块提供16路DC24V晶体管输出处理，响应时间1ms,输出额定负载电压为24VDC。输出通道间光电隔离，隔离耐压1000V DC。
|
点编号 |
功 能 |
说 明 |
点编号 |
功 能 |
说 明 |
|
%IX0.0 |
编码器A相 |
|
%IX4.5 |
飞达压脚 |
行程开关 |
|
%IX0.1 |
编码器A相 |
未使用 |
%IX4.6 |
飞达上限 |
行程开关 |
|
%IX0.2 |
编码器原点 |
感应器 |
%IX4.7 |
抬版上限 |
感应器 |
|
%IX0.3 |
急 停 |
按钮 |
%IX5.0 |
抬版下限 |
感应器 |
|
%IX0.4 |
点 动 |
%IX5.1 |
墨盘前位 |
感应器 | |
|
%IX0.5 |
启 动 |
%IX5.2 |
墨盘后位 |
感应器 | |
|
%IX0.6 |
检测启用 |
%IX5.3 |
网框位置1 |
感应器 | |
|
%IX0.7 |
定位停车 |
%IX5.4 |
网框位置2 |
感应器 | |
|
%IX1.0 |
出纸台上升 |
|
|
| |
|
%IX1.1 |
出纸台下降 |
屏 内 部 点 |
启 动 |
%MX200.0 | |
|
%IX1.2 |
输纸台上升 |
连续选择 |
%MX200.1 | ||
|
%IX1.3 |
输纸台下降 |
自动选择 |
%MX200.2 | ||
|
%IX1.4 |
墨盘运动允许位 |
飞达气泵 |
%MX200.3 | ||
|
%IX1.5 |
网架运动 |
输纸板风机 |
%MX200.4 | ||
|
%IX1.6 |
网架复位 |
滚筒吸气泵 |
%MX200.5 | ||
|
%IX1.7 |
出纸光电 |
光纤 |
出纸台风机 |
%MX200.6 | |
|
%IX2.0 |
连续光电 |
单张方式选择 |
%MX200.7 | ||
|
%IX2.1 |
单张光电 |
连续方式选择 |
%MX201.0 | ||
|
%IX2.2 |
左前规光电 |
前规启用 |
%MX201.1 | ||
|
%IX2.3 |
右前规光电 |
左侧规启用 |
%MX201.2 | ||
|
%IX2.4 |
左侧规光电 |
右侧规启用 |
%MX201.3 | ||
|
%IX2.5 |
右侧规光电 |
墨刀上升 |
%MX201.4 | ||
|
%IX2.6 |
双张检测 |
行程开关 |
墨刀下降 |
%MX201.5 | |
|
%IX2.7 |
墨刀上限 |
感应器 |
输纸台上升 |
%MX201.6 | |
|
%IX4.0 |
墨刀中限 |
感应器 |
输纸台下降 |
%MX201.7 | |
|
%IX4.1 |
墨刀下限 |
行程开关 |
出纸台上升 |
%MX202.0 | |
|
%IX4.2 |
出纸台下限 |
感应器 |
出纸台下降 |
%MX202.1 | |
|
%IX4.3 |
出纸台上限 |
感应器 |
墨盘运动 |
%MX202.2 | |
|
%IX4.4 |
出纸台锁定 |
行程开关 |
墨盘复位 |
%MX202.3 |
|
点编 号 |
功 能 |
说 明 |
点编号 |
功 能 |
说 明 |
|
%QX0.0 |
警 铃 |
|
%QX1.6 |
飞达气泵 |
|
|
%QX0.1 |
主电机刹车 |
|
%QX1.7 |
输纸板风机 |
|
|
%QX0.2 |
变频器点动 |
|
%QX2.0 |
滚筒吸气泵 |
|
|
%QX0.3 |
变频器启动 |
|
%QX2.1 |
出纸台风机 |
|
|
%QX0.4 |
变频器低速 |
|
%QX2.2 |
输纸台上升 |
|
|
%QX0.5 |
变频器截止 |
|
%QX2.3 |
输纸台下降 |
|
|
%QX0.6 |
出纸电源 |
|
%QX2.4 |
墨刀上升 |
|
|
%QX0.7 |
连续电源 |
|
%QX2.5 |
墨刀下降 |
|
|
%QX1.0 |
单张电源 |
|
%QX2.6 |
出纸台上升 |
|
|
%QX1.1 |
左前规电源 |
|
%QX2.7 |
出纸台下降 |
|
|
%QX1.2 |
右前规电源 |
|
%QX3.0 |
网架上升 |
|
|
%QX1.3 |
左侧规电源 |
|
%QX3.1 |
网架下降 |
|
|
%QX1.4 |
右侧规电源 |
|
%QX3.2 |
墨盘运动－进 |
|
|
%QX1.5 |
检测启用指示 |
|
%QX3.3 |
墨盘运动－出 |
|
3.2.2 人机界面-HMI
上位监控部份采用和利时HT6600C系列触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏上可以手动进行基本操作，显示设备运行状态和报警信息显示。
4 结论
采用和利时可编程控制器、触摸屏，为网版印刷机设备提供了机电一体化的系统控制方案，满足全自动停回转印刷要求。实践证明，此系统作为印刷机系统解决方案是完全可行的，该方案造价低廉，系统稳定可靠，界面美观友好，功能齐全，通过触摸屏的操作即可在生产过程中加减速，以及查看报警，便于维护设备，因而增加了系统的灵活性，该系统开发成功后，受到了客户的一致好评，具有较大的市场推广价值。
[1] 王刚,李梦筱. PLC在印刷机上的应用[J]. 孝感学院学报, 2001, (03) .
[2] 王鹏. 矢量变频器在印刷张力控制上的应用[J]. 制造业自动化, 2003, (07) .
[3] 林卫杰. 变频收卷张力控制系统在印刷机上的应用[J]. 黑龙江科技信息, 2009, (04) :24-25
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