四開單色膠印機電氣控制系統的實現

摘要：本文詳細介紹了臺達文本顯示器、DVP40ES可編程控制器、B及M型交流變頻器構成的電控系統在江西中景集團有限公司生產的單色膠印機上的成功應用。整個電控系統主要采用RS232、RS485協議構建整個控制系統。經過用戶幾年的使用，效果很好。

關鍵詞：臺達 可編程控制器 變頻器 文本顯示器 單色印刷機

1、概述

膠印機是自動化程度較高的機器，其輸紙、印刷、傳水、傳墨、收紙等過程都是自動完成。為了縮短印刷的準備時間，許多高新技術和先進實用技術應用到膠印機。

在一個完整的印刷過程中，膠印機電控系統必須保證膠印機各種裝置及機構安全、可靠，協調有序的工作。其電控系統主要由以下四部分組成：電氣操作與顯示、電氣控制裝置、電氣檢測元件以及電氣執行元件。電氣控制裝置綜合操作指令和電氣檢測元件反饋回來的機械運動部件或紙張狀態信息，進行數據運算和邏輯判斷，并將其結果通過電氣執行元件對機械進行各種印刷功能控制。如圖1所示。

圖1 膠印機電氣控制系統框圖

PZ1660E/PZ1740E四開單色膠印機是江西中景集團有限公司自行研發，集機、氣、光、電一體化產品，在國內單色膠印機領域處于領先地位。機器按功能可以劃分為以下幾個組成部分：輸紙機、印刷主機、收紙機。

機器的工藝流程是：裁切好的紙張由輸紙機輸送到印刷主機，先經過前規和側規定位后再通過印刷機組的印刷，最后傳到收紙部分，把印刷完的紙張收集整齊。

整機有六處操作面板。機器有一個輸紙臺升降電機，一個收紙臺升降電機， 一個吸紙風泵，一個油泵，一個空壓機，一個出水輥電機和一個主電機。 電磁閥和電磁鐵有六個，機器上還有用于監控的光電開關和用于安全保護的限位開關。這些電器件主要分布在機器的傳動側和操作側，電器件比較分散，不集中。

整機電氣控制系統選用VFD-B變頻器，VFD-M變頻器，臺達ES系列PLC，TP04G文本顯示器。臺達DVP-40ES有了兩個內置的串聯通訊口（COM1：RS-232，COM2：RS-485），內置通訊口比國外品牌多。臺達DVP—PLC專門對RS-485通訊口開發了多種MODBUS串聯通訊便利指令，可以在臺達PLC、變頻器之間進行組網控制。

2、用臺達ES系列PLC通訊功能構建的四開單色膠印機電氣控制系統

根據以上 對PZ1660E/PZ1740E四開單色膠印機和臺達系列產品的功能的分析，提出了一種采用DVP- 40ES的PLC、 臺達TP04G文本顯示器、VFD-B型變頻器及VFD-M型變頻器與PLC通過通訊口連接在一起，構建成整機的電氣控制系統。該系統的特點如下：

2.1主電機為整機各個部分提供傳動動力，要求低速能滿負荷啟動，機器印刷時要求速度可以調節并且速度穩定性要好，所以選用臺達VFD-B系列變頻器。

2.2.膠印機在紙張上印刷時需要先給印版上水和上墨，版面上的水量在印刷時需要經常調節，所以選用臺達VFD-M系列變頻器來控制機器的出水輥電機的速度。實現自動跟蹤功能。

2.3本機有一個主電柜，主電柜在輸紙機的操作側，主電柜在傳動側；其中PLC、變頻器在主電柜里。PLC主要用于輸紙機和印刷機組的信號采集及處理。PLC和變頻器通過RS-485通訊線連接。主電柜里還有印刷機組的出水輥變頻器， 出水輥變頻器和PLC采用RS-485通訊線連接和控制。

2.4.顯示采用臺達TP04文本顯示器，文本顯示器在電柜上，主要顯示和調節機器速度，顯示印刷計數，機器運行狀態監示和故障指示。除了有文本顯示器顯示的內容外，文本顯示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通訊。

2.5 電氣系統圖，如圖2所示。

圖2 膠印機電氣控制系統圖

2.6軟件構架圖，如圖3所示：

圖3 膠印機電氣控制軟件架構圖

3、相關技術參數

3.1主傳動變頻器參數；設定頻率和運行控制來源為通訊RS485輸入，設定通訊站號，通訊傳送速度，通訊資料格式。變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與PLC里程序設定的通訊傳送速度、通訊格式相同。

3.2工藝參數文本顯示器界面設定；主要包括：顯示部分、設定部分、操作部分；其中設定主要是主機速度設定、印刷數量設定、整機油泵設定。

4、調試總結

變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與PLC程序設定的通訊傳送速度、通訊格式一致。

5、結論

目前該類型機器已生產了600多臺，經過多家用戶的使用，證明該電控系統是穩定可靠的。由RS485通訊組成的網絡電控系統實現了機器的電器分散控制，大大減少了各部分之間的連接線。該系統大大減低了系統的成本。該系統具有結構簡單，操作方便，界面美觀，穩定可靠，成本低，維修方便。

參考文獻：

[1]馮昌倫. 膠印機的使用與調節[M]. 印刷工業出版社，2002.

[2]錢軍浩. 印刷設備電氣控制[M]. 化學工業出版社，2003.

[3]VFD-B型變頻器使用手冊[M]. 中達電通股份有限公司， 2003.

[4]TP04G系列人機界面應用技術手冊[M]. 中達電通股份有限公司， 2003.

[5]DVP-PLC應用手冊程序篇王維儉[M]. 中達電通股份有限公司， 2003.

[6]VFD-M型變頻器使用手冊[M]. 中達電通股份有限公司， 2003.