一:概述:
7电机凹版印刷机是国内比较成熟的彩色凹版印刷系统。机械结构上的组成基本包含以下部分:
1:A/B双轴不停机换料的放卷架
2:A/B双轴不停机换料的收卷架
3:主牵引电机驱动的各组印刷辊
4:引出和引入材料的装置。
系统A/B收卷,各使用马达一台,A/B收卷,各使用马达一台,主牵引驱动的各组印辊,使用马达一台,前后牵引,各使用马达一台。系统共需要马达7台。故习惯被称之为7电机凹版印刷机。
二:7电机凹版印刷机系统的发展现状和趋势
从技术角度来看,机械制造水准和电气控制技术主导着印刷技术的发展,机械制造水准越来越高,机加工精度超精细化发展,而电气控制技术随着电子技术的发展而与日新月异,工业自动化网络和总线技术得到越来越广泛的应用,一些原来由机械保证的控制对象(例如套准,检验)慢慢的被电气取代(如机器视觉系统检测缺陷,电子轴传动套准等),机器的整体速度也得到了很大的提高。
因此,如何制造具有高度控制自动化,管理自动化,操作维护方便,具有个性差异化的产品就显得很重要,这样可以避免产品的同质化竞争。从这点来看,电气控制的突破往往比机械制造上的突破来的更加容易。
三:传统的7电机凹版控制系统
传统的控制系统中,PLC系统完成主要的逻辑运算,完成张力闭环控制,各传动点的张力控制指令(力矩或速度)都依赖PLC的AD/DA扩展模块来完成,人机界面或工业PC来完成参数数据的输入输出和监视。
四:新型的7电机印刷机控制系统(具有明显差异化的经济型系统)
系统采用了两种通讯方式,PROFIBUS-DP国际标准总线和MPI通讯总线。
PROFIBUS是一种开放的总线,由SIEMENS倡导,13家企业和5家研究机构支持,到现在已经发展成为国际标准,并在92年被中国采纳为国家标准。
PROFIBUS-DP被广泛采用,有以下的原因:
1:开放性:任何支持DP标准的第三方设备,均可被挂到总线上,这样,使工厂的自动化孤岛,有可能通过这个总线被全部连接到一起。
2:实时性:PROFIBUS-DP由于采用高速芯片封装协议,具有最高12M BPS的通讯速度,与普通的通讯最高38。4K相比,具有无可比拟的优势。
3:极高的可靠性:PROFIBUS DP采用的令牌传递方式,即使有网络站点出现故障,网络仍然可以可靠运行,并报告错误。普通的通讯需要自己诊断通讯错误。
4:省配线,简化维护工作:DP总线采用2芯5类电缆,所有的站点只需依赖这两条线,即可得到完全的控制,使得很多的I/O信号不需要再连接到现场设备,使控制柜变得简洁,并额外省去复杂的接线。
深圳汇川变频器是目前国内唯一可以挂到PROFIBUS总线的变频器,这种技术意味着深圳汇川技术又向国际化迈进了重要的一步
B:在基于PROFIBUS-DP总线的系统中,7电机凹版印刷机系统的处理流程如下:
如图所示意:
1:PLC控制系统完成版径的改变和输入;并负责将数据通过PROFIBUS-DP总线输入到变频器;
2:PLC完成自动换卷的逻辑控制,换卷的数据处理由变频器自动完成;
3:PLC完成整线的速度控制,故障处理逻辑
4:变频器完成所有的张力闭环控制,自动平衡浮动辊的位置。
5:PLC通过PROFIBUS-DP总线和变频器可以交换所有的数据
6:PLC可以通过PROFIBUS-DP总线从变频器侧取回所有张力段的张力值,并且可以自由调整;
7:所有PLC到变频器的连线,已经不再需要复杂的I/O配线,只需要一段适当长度的网络电缆即可完成所有的工作。
8:由于采用了通用的PROFIBUS-DP总线技术,使得分布在车间的所有机器互联成为可能。在一些大型工厂,往往需要一个中央控制室,需要对生产车间进行任务调度,自动生产报表,品质检测报表,机器故障率,形成数据库供历史记录查询等各种分析管理数据,使得管理自动化成为可能;
9:可以在人机上任意修改所有变频器的参数
五:成本的估算和传统机器的比较
A:成本估算:
1: SIEMENS S7300 CPU313C-2DP (自带16DI/16DO) 1个
2: SIEMENS S7300扩展模块 16DI 1个
3: SIEMENS S7300扩展模块 8DI/8DO 1个
4: SIEMENS PS307 5A 电源 5A电源 1个
5: RAIL安装导轨 480MM 1个
6: 端子连接器 20PIN 2个
40PIN 1个
7: PROFIBUS-DP总线连接器 9针专用 8个
8: PROFIBUS-DP专用电缆 紫色专用 50米
9: 深圳汇川变频器 MD320张力控制 3台
10:深圳汇川变频器 MD330张力收卷控制(内置PG) 4台
11:深圳汇川变频器 MD320闭环PG卡 3个
12:深圳汇川变频器 PROFIBUS-DP高速卡 7个
13:SIEMENS 10‘全彩人机 TP270-10 1台
14:工控机(可选) 1台
15:其他的控制附件 如继电器,低压电器等 若干
可以很明显的看出,机器仍然保持了高端的控制特性(高精度的张力控制要求),而且比原有的控制系统具有高度的可扩充性,使得系统有着明显的生产自动化,管理自动化的特性。