1  引言

國內(nèi)市場一方面由于出口商品外需比較多，另一方面由于人們的生活水平內(nèi)需不斷提高，使得紙包裝印刷質(zhì)量和品種嚴(yán)重滯后于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。日常消費(fèi)品包裝正在從單色向多色發(fā)展，市場潛力巨大。單張紙多色高速雙面印刷機(jī)領(lǐng)域的空白還有待于國家級別的關(guān)鍵技術(shù)與裝備重點突破。

數(shù)字化、智能化印刷機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)與裝備項目是圍繞書刊、報業(yè)、包裝裝潢、商業(yè)印刷的重大裝備急需。雙面印刷是出版物印刷、說明書印刷以及高檔筆記本印刷的首選印刷工藝。雙面印刷可以保證印品一次印刷完成，效率成倍增長。對開雙面平版印刷機(jī)是一種新型高速雙面印刷機(jī)，適用于書刊雜志等印品的印刷。高速雙面印刷機(jī)以高速印刷高質(zhì)量的印刷品受到用戶的青睞。項目選用了臺達(dá)機(jī)電自動化系列產(chǎn)品對電氣進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計。

2  工藝自動化分析

高速雙面印刷機(jī)整機(jī)動作控制整機(jī)由輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分組成。主機(jī)除主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動輥電機(jī)分別由四個變頻器控制外，其余主要動作由七個氣缸分別來控制上水輥、下水輥、上墨輥、下墨輥、遞紙、上滾筒、下滾筒等的離合動作。氣路的控制分為手動和自動兩種模式。整機(jī)的核心調(diào)試工作就是電氣、氣動與機(jī)械動作相匹配，避免印刷中紙張的浪費(fèi)。

由于自動工作模式下各動作要以一定的順序工作，機(jī)械采用凸輪來控制各動作離合時的角度，電氣選用二相增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來實時測量凸輪的旋轉(zhuǎn)角度，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生360個脈沖，plc高速計數(shù)器計數(shù)720，到零位后復(fù)位重新計數(shù)。我們可以隨時更改編碼器的角度值，來配合機(jī)械的改動或因速度不同，慣性不同，所需動作的角度值不同，省卻了煩瑣的機(jī)械控制。

3  臺達(dá)機(jī)電技術(shù)的自動化應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)原理設(shè)計

機(jī)床的控制以臺達(dá)的dvp-eh型plc為技術(shù)平臺，觸摸屏為操作界面，變頻器作為執(zhí)行構(gòu)件。觸摸屏通過com2口與dvpeh plc的com口相連，采用modbus協(xié)議。plc通過485口控制四臺變頻器，支持modbus協(xié)議。

3.2系統(tǒng)配置設(shè)計

臺達(dá)plc：dvp64eh00r+擴(kuò)展dvp08xp11r。臺達(dá)觸摸屏：dop-a57cstd。臺達(dá)變頻器：vfd110b43a；vfd004m21a。框架如圖1所示。

圖1  印刷機(jī)系統(tǒng)配置設(shè)計

3.3 編程案例

(1) 觸摸屏顯示報警。臺達(dá)eh系列plc提供了方便的高速計數(shù)功能，使程序編寫簡單，調(diào)試快速。我們將編碼器的信號線接入plc的高速計數(shù)端子x0，x1，編碼器的復(fù)位端子接x2，對應(yīng)計數(shù)器為c251，y23為主機(jī)運(yùn)行，當(dāng)編碼器兩相接錯時，觸摸屏顯示報警m455,如圖2所示。

圖2  觸摸屏顯示報警

(2) 通訊調(diào)試。在小型電氣控制系統(tǒng)中，設(shè)備間的通訊調(diào)試是一個難題，但臺達(dá)plc與變頻器有簡潔的通訊指令，一條指令即可解決問題。如讀取主變頻器的輸出頻率,先寫好通訊協(xié)議，然后利用下條指令即可：

其中通訊命令裝置地址為01，數(shù)據(jù)地址h2103，數(shù)據(jù)長度2個word。

兩者的通訊省卻了中間繼電器的控制，減少了故障隱患，再利用觸摸屏將plc中的數(shù)據(jù)讀出，可以方便地監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的問題。

(3) 畫面設(shè)計。觸摸屏的應(yīng)用省略了原有的一些按鈕、指示燈、計數(shù)器、轉(zhuǎn)速表、時間繼電器及潤滑程控控制器等元器件，降低了故障率，也減少了接線的工作量。臺達(dá)的人機(jī)編輯軟件－tp editor提供了7個等級密碼的保護(hù)，有利于使用廠家對某些特定的使用條件進(jìn)行了限定，保護(hù)了用戶的利益。因觸摸屏有3m的內(nèi)存，所以設(shè)計時在畫面中以走馬燈的形式提供了大量的報警信息，也設(shè)計了多屏plc輸入、輸出狀態(tài)監(jiān)視畫面，在系統(tǒng)幫助里詳細(xì)介紹了本機(jī)電氣操作及維修提示，使整機(jī)的電氣系統(tǒng)操作、使用、維修簡單方便，參見圖3所示。

圖3  觸摸屏畫面設(shè)計

4  結(jié)束語

該系統(tǒng)配置取代了原日系品牌的配置，整體來說性價比要高好多，故障率也遠(yuǎn)低于原配置。現(xiàn)批量使用已有一年多，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，用戶操作簡單，維護(hù)方便，得到了用戶的肯定。