三菱PLC实现对印刷机的精确控制.doc

1、 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。 关键字：关键字：印刷机 三菱 PLC 控制 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。 作为国内最大的印刷机生产厂家-北人集团公司，为了使产品性能稳定， 易于维护，我们采用了以PLC为主控器的控制方案。由于双色印刷机要求易于操 作，精度高，故其输入，输出点较

2、多，因此采用了双机通讯。上位机采用三菱 FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气 泵， 气阀的控制等。 下位机采用三菱 FX2N-64MR+4A/D,主要负责水辊电机的控制， 主传动的调速输出，调版电机数据采集等。同时选用了一台三菱 5.7 寸触摸屏， 主要负责水辊电机速度显示， 调版显示， 以及整机故障显示等。 本系统运行可靠， 维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次，受到用户好评。 2 系统结构 上位机与下位机采用了 RS485 通讯，通讯方便，可靠。对多色机而言，安全 因素很重要。在设计中，每个机组既要考虑到安全控制，其中包括本位机

3、组的急 停，安全按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。因此， 一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。采用双机通讯，可以很好 地解决此问题，各机组的走线可以按照就近原则，进入离它较近的控制柜内，既 节省了走线，也方便了控制。 由于印刷机是一个精度较高的机械， 印刷品的好坏一方面在于机械加工以及 安装的精度，另一方面，也取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。双色机 的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一 个变频器控制，同时，主电机速度也需要变频器调节。因此，为了实现多路速度调 节，我们采用了三菱 4D/A 数模转换器，它将PLC方给出

4、的数字量，根据相应的算 法，转换成 010V 直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。 在印刷过程中，调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说，各组版对 正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或 影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm+2mm,周向调节范围为 -1mm+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，而且精度不高。为了实现自 动打版，我们在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给 4A/D，经过 PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。 触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强 大的功能及优异的稳

5、定性使它非常适合用于工业环境。用户可以自由地组合文 字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息。随着机械设备 的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，无法提高效率。但使 用人机界面，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生 动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，同时也能减少PLC控制所 需的 I/O 点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加价值。三菱触摸屏和 三菱PLC有很好的通用性， 能在线监视并修改程序， 不必很麻烦的重复插拔接口。 3 软件设计 31 给纸设计 印刷机整体的电气设计还是比较复杂的，对时间的要求也很严格。在机器的 很

6、多地方装有接近开关，用来检测不同的时间点。在印刷过程中，走纸的好坏是 影响机器质量的一个重要环节。所谓纸走的好坏，指的是无歪张，双张等现象， 如果有歪张，双张现象，在高速情况下，就会将走坏的纸，卷入机器内，从而破 坏胶皮，给用户带来很大损失。此过程流程如下： 在实验中，我们发现，按照上述流程编制的程序，在低速没有问题，但速度 增高至 7000r/h 后，就会出现歪张锁不住现象。究其原因，主要是因为光头反应 时间和磁铁动作时间滞后造成。程序在执行过程中，采用循环扫描方式，为了让 电磁铁输出提前， 在设计中， 我采用了中断和三菱编程指令的输入输出刷新指令， 使电磁铁输出立即执行，提前了电磁铁动作时

7、间，即使在 12000r/h 的速度下， 也能很好的锁住有故障的纸张，解决了给纸的一大难题。 32 离合压设计 离压，合压在印刷中具有很重要的作用。离合压的准确性，对印品质量的好 坏有着直接的影响。合压过早，会弄脏压印辊筒，给操作带来很多不便；离压过 早，会使最后一张纸印不上完整的图案，造成纸张浪费。 印刷时，版辊筒与胶皮辊筒先合压，胶皮辊筒与压印辊筒后合压。在我们的 机器中，合压全部采用了气动装置，每个气缸都有一个动作时间。由于印刷速度 是多段速，在 300012000r/h 之间，根据用户需要可选择不同的速度。但是，气 缸动作时间是一定的，齿轮转过角度是一定的，因此，机器速度不同时，合压时

8、 间也不同。为了解决此问题，我们根据理论计算值，找出对于不同机器速度时， 机器的延时时间。 采用比较指令， 当机器段速与理论值相等时， 延时相应的时间， 使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压。经过多次试验，离压，合压都没有问题。 33 人机界面设计 在人机界面中，设计了 7 幅画面，包括整体图形，故障显示，机器速度和计 数显示，水辊速度显示，调版监控等。故障显示使用指示器，给出位元件即可实 现闪动效果， 让操作者很方便的知道故障部位， 整体感很好。 在水辊速度显示中， 设计了一个柱状图，可以显示水量增加大小，只需按下柱状图，就可增加水量， 同时也可方便监控。 4结束语 印刷机的一套电气设计属于系统设计，包括硬件，软件设计，涵盖范围较广。 这里，我只简单介绍了其中比较重要的几部分，其它细节还有很多，这里不再一 一列举。使用三菱的一套控制系统，感觉可靠，方便，在机器批量生产过程中， 没有发现大问题。其PLC功能齐全，可靠耐用，指令简洁，与其他产品相比，感 觉三菱整体软件系统界面都比较友好，给用户编程，维修都带来极大方便。其触 摸屏与PLC有很好的通用性， 可通过触摸屏监视并修改程序， 这是其它产品所不 能匹及的。总之，三菱的工控元件给设计人员和用户都带来了很多方便。