柔闆印刷-PLC_伺服_HMI_折彎系統_深圳市信博自動化科技有限公司（官網）

合信技術機組式無軸柔版印刷機方案

1. 概述

柔版印刷系統主要(yào)有三大(dà)部分(fēn)組成：放料部份、中間(jiān)印刷部份和收料部份。放料部分(fēn)與中間(jiān)印刷部分(fēn)有恒張力控制(zhì)，收卷部分(fēn)與中間(jiān)印刷部分(fēn)也需要(yào)恒張力控制(zhì)。中間(jiān)印刷部分(fēn)是(shì)印刷機核心部分(fēn)，印刷色組的套準是(shì)控制(zhì)的核心。在市場(chǎng)上大(dà)部分(fēn)柔版印刷機放卷、送料部分(fēn)的張力控制(zhì)是(shì)由張力傳感器與張力控制(zhì)器構成的控制(zhì)系統完成，而套色部分(fēn)由分(fēn)爲手動套色與自(zì)動套色。手動套色部分(fēn)比較簡單，是(shì)通(tōng)過每個色組上的相(xiàng)位調節按鈕手動控制(zhì)。而柔版印刷機自(zì)動套色大(dà)部分(fēn)都是(shì)由外(wài)部套色控制(zhì)系統完成。

根據對柔版印刷機控制(zhì)需求的了解與分(fēn)析，合信技術推出全套基于自(zì)主産品的柔闆印刷機控制(zhì)和驅動系統，這(zhè)個系統由CTSC-200 系列CANopen總線主站(zhàn)PLC（內(nèi)置模糊張力控制(zhì)算法）、EM261印刷專用控制(zhì)模塊和內(nèi)置套色疊加功能的H1A伺服驅動器組成。

2. 方案示意圖

根據柔印機控制(zhì)要(yào)求，具體(tǐ)配置功能控制(zhì)如下：

伺服控制(zhì)選擇：前後牽引伺服通(tōng)過與張力傳感器形成閉環控制(zhì)系統，通(tōng)過PLC中的張力算法，控制(zhì)各個色組間(jiān)承印物(wù)的印刷張力；中間(jiān)5-8組色輥使用雙伺服控制(zhì)，伺服驅動器集成CANopen接口；使用EM261印刷機專用控制(zhì)模塊與色标傳感器形成自(zì)動套色系統。

PLC控制(zhì)選擇：CPU選擇的是(shì)216-1AH33-2B24，集成CANopen主站(zhàn)功能， EM277C作爲CANopen分(fēn)布式從(cóng)站(zhàn)，連接所有系統需要(yào)各種按鈕開(kāi)關、傳感器、指示燈和閥。控制(zhì)不(bù)同IO點輸入輸出。

人(rén)機操作界面HMI：10.4寸觸摸屏，用于參數調節和人(rén)機交互。

3 .方案描述

在柔版印刷機控制(zhì)系統中，核心控制(zhì)部分(fēn)主要(yào)兩部分(fēn)：自(zì)動套色控制(zhì)與張力控制(zhì)。

3.1 EM261印刷專用模塊

EM261印刷專用模塊是(shì)專門面向印刷行(xíng)業(yè)推出的産品，可(kě)接入CTSC-200 PLC的背闆總線，CTSC-200 PLC 通(tōng)過調用庫程序控制(zhì)EM261。EM261包含4路(lù)500Khz脈沖輸出，用于控制(zhì)印刷色組伺服，同時擁有4路(lù)200Khz高(gāo)速脈沖輸入，用于驅動器的編碼器位置反饋。在運用過程中分(fēn)主軸模塊與從(cóng)軸模塊：

主軸模塊(CPU設定)，能夠根據設定，發生指定頻率的脈沖，并且4軸的脈沖輸出要(yào)保持同步。并且能輸出同步從(cóng)軸模塊信号SYN，使得從(cóng)軸模塊也能輸出同步的脈沖信号。

從(cóng)軸模塊(CPU設定)，根據主軸過來(lái)的同步信号，發送出同步的脈沖。

該模塊主要(yào)用于印刷行(xíng)業(yè)，和合信技術CTSC-200 PLC、H1A伺服驅動器聯合應用，實現(xiàn)多(duō)軸輥筒的嚴格位置同步。

3.2 自(zì)動套色控制(zhì)

本系統中印座的印輥和版輥爲獨立的伺服電(diàn)機驅動，在運行(xíng)時，CPU通(tōng)過發送速度指令給印刷模塊，所有印刷模塊同步輸出相(xiàng)應的脈沖控制(zhì)各個伺服電(diàn)機。所有的印輥伺服電(diàn)機是(shì)通(tōng)過印刷專用運動模塊同步高(gāo)速脈沖控制(zhì)，版輥伺服電(diàn)機是(shì)通(tōng)過印刷專用運動模塊同步高(gāo)速脈沖和套色偏差補償（CANOPEN總線給定）控制(zhì)。

針對印刷的自(zì)動套色要(yào)求，本系統中套色位置補償功能內(nèi)嵌在伺服驅動其中，色标傳感器檢測到色标信号時，索存電(diàn)機軸位置，并計算出偏差，将補償的脈沖數通(tōng)過CANopen總線的方式傳送給伺服驅動器，從(cóng)而達到自(zì)動套色的功能。

3.3 張力控制(zhì)

本系統中主要(yào)有兩級張力控制(zhì)：一級張力控制(zhì)（磁粉制(zhì)動器）、二級張力控制(zhì)（前後牽引伺服電(diàn)）由于印刷機套色對張力要(yào)求很(hěn)高(gāo)，紙張的張力控制(zhì)需平穩，穩定，不(bù)能出現(xiàn)跳(tiào)動等要(yào)求，在PLC控制(zhì)中，運用合信開(kāi)發的張力PID控制(zhì)兩級張力，通(tōng)過實際使用，可(kě)以能夠保證印刷機張力穩定。

一級張力控制(zhì)示意圖如下所示：放卷是(shì)由一個磁粉控制(zhì)（自(zì)身沒有動力），磁粉通(tōng)過磁粉驅動器控制(zhì)其輸出扭矩，承印物(wù)在印刷時在二級張力伺服的拖動下向右移動，當磁粉輸出力矩過大(dà)時，承印物(wù)會(huì)拉緊，承印物(wù)對一級張力傳感器的壓力增大(dà)，通(tōng)過PLC中一級張力PID處理，會(huì)降低(dī)磁粉的輸出轉矩，同理，當磁粉輸出轉矩過小(xiǎo)時，承印物(wù)會(huì)松弛，以及張力傳感器的壓力會(huì)減少，此時PLC會(huì)控制(zhì)磁粉輸出轉矩增大(dà)。從(cóng)而達到控制(zhì)一級張力的穩定。

二級張力控制(zhì)示意圖如下所示：張力傳感器的壓力來(lái)自(zì)承印物(wù)，氣缸壓輥與二級張力伺服将承印物(wù)壓緊，當張力伺服旋轉時，承印物(wù)被輸送到右邊來(lái)，同理，色輥能夠承印物(wù)輸送到右邊，當設定一定印刷速度時，色輥的轉動速度一定，當張力伺服速度過慢時，承印物(wù)被拉緊，然後對張力傳感器的壓力變大(dà)，此時PLC中PID調節會(huì)增大(dà)張力伺服的速度，同理，當張力伺服速度過快(kuài)時，承印物(wù)松弛，承印物(wù)對張力傳感器的壓力減少，此時PLC中PID調節會(huì)減小(xiǎo)張力伺服的速度，如此快(kuài)速反複控制(zhì)，将張力傳感器維持在設定張力。

3.4 柔版印刷機控制(zhì)工(gōng)藝流程

根據上圖所示，各部分(fēn)控制(zhì)流程具體(tǐ)介紹：

1）放卷部分(fēn)：柔印機輸紙部分(fēn)，将承印物(wù)傳送給印刷機，這(zhè)裡(lǐ)使用一個磁粉制(zhì)動器和一個張力檢測傳感器構成一個閉環恒張力放卷，即一級張力控制(zhì)。

2）前牽引伺服：除了一級張力控制(zhì)以外(wài)，印刷機承印物(wù)的張力主要(yào)是(shì)二級張力伺服控制(zhì)。它由一個伺服電(diàn)機和一個張力傳感器組成一個閉環系統，通(tōng)過PLC 張力算法，控制(zhì)紙張張力的穩定。

3）印刷部分(fēn)：印刷機核心部分(fēn)。由8組印刷機組組成，分(fēn)别對應8種不(bù)同的印刷顔色。

4）幹燥部分(fēn)：每個色組後面均有一個，總共有8個。柔印機速度很(hěn)快(kuài)，複卷之前必須使印到承印物(wù)上的油墨幹燥，否則未幹的油墨會(huì)使印品粘髒，在多(duō)色印刷時會(huì)根據油墨特性制(zhì)定烘幹方案，這(zhè)裡(lǐ)采用紫外(wài)線UV燈加熱(rè)來(lái)實現(xiàn)快(kuài)烘幹。

5）模切、冷燙部分(fēn)：動作如印刷部分(fēn)相(xiàng)同。

6）後牽引伺服:同前牽引伺服功能類似。它由一個伺服電(diàn)機和一個張力傳感器組成一個閉環系統，通(tōng)過PLC張力算法，控制(zhì)後紙張張力的穩定。

7）收廢收卷：通(tōng)過模切後，會(huì)将廢料與成品印刷物(wù)分(fēn)離(lí)開(kāi)來(lái)，收費(fèi)電(diàn)機會(huì)把廢品收卷起來(lái)，收卷電(diàn)機将成品收卷完好。

8） “套印部分(fēn)”：如果不(bù)應用本方案內(nèi)置套印功能，可(kě)以使用第三方獨立套印裝置。

4. 硬件(jiàn)列表

産品類型	産品型号	數量	備注
CPU	CTS7 216-1AC33-0X24	1	支持CANopen協議，程序空間(jiān)48KB，數據空間(jiān)110KB。
印刷專用模塊	CTS7 261-4CH32	4	支持4路(lù)500Khz高(gāo)速脈沖輸出與200Khz高(gāo)速計數，具有對伺服使能報警輸出等IO口。
模拟量輸出	CTS7 232-0HF32	2	4路(lù)模拟量輸出，光電(diàn)隔離(lí)，10V電(diàn)壓或0-20mA電(diàn)流輸出
模拟量輸入	CTS7 231-7HC32	1	4路(lù)16位精度高(gāo)速模拟量輸入，電(diàn)壓信号，并提過2路(lù)10VDC電(diàn)源輸出。
數字量輸入	CTS7 221-1BL32	5	數字量輸入，每個模塊32個輸入點。
數字量輸出	CTS7 222-1BL32	2	數字量晶體(tǐ)管輸出，每個模塊32個輸出點。
CAN從(cóng)站(zhàn)模塊	CTS7 277-0AC32	1	作爲CANOPEN從(cóng)站(zhàn)，最高(gāo)支持1M byte/S速度，自(zì)身帶有8DI/6DO
H1A 1.5KW伺服驅動器	CTSD H1A-B1522-M110	12	支持CANOPEN、MODBUS等多(duō)種協議，內(nèi)置印刷套色補償功能。
H1A 1.5KW伺服電(diàn)機	CTSD M2D-B1522-M200	12	支持CANOPEN、MODBUS等多(duō)種協議，內(nèi)置印刷套色補償功能。
10寸觸摸屏	CTS6 TP10-CH020	1	支持多(duō)種通(tōng)訊協議，800x600分(fēn)辨率。
其它附件(jiàn)