成家聲

改造原由

2011年5月我公司引進了一臺小森LS-440SP對開雙面8色膠印機。該設備主體部分的輸紙單元、印刷單元、收紙單元和其他進口多色膠印機大致相同，但其可以實現紙張正反兩面一次印刷，快速完成符合工藝要求的精美印刷品。

由于印刷機運行速度快（最高可達15500轉/小時），正反兩面同時印刷時，印品干燥不充分，會出現印品劃傷。為解決這一問題，小森公司在壓印滾筒和傳輸滾筒表面增加了印品防劃傷護套（護套的主體材料是厚度為0.33mm的鋼皮，并在表面涂有特殊復合材料），防止印品在快速印刷過程中出現劃傷或粘拉。但防劃傷護套是消耗品，若紙張不合要求，表面異物（如紙漿塊、金屬等）較多，將會加快防劃傷護套的磨損，有時甚至會導致其損壞。

一臺小森LS-440SP對開雙面8色膠印機有14張防劃傷護套，每張進口護套價格約3.5萬元。全套換下來，需要近50萬元，是一筆不小的開銷。為減少更換防劃傷護套的次數，我們對紙張的要求極高。

但紙張中難免會帶有異物，為避免紙張對防劃傷護套帶來損害，我們決定在飛達的輸出端加裝一種輸紙檢測保險裝置。該裝置通過對進入正式印刷單元之前的紙張厚度進行實時檢測，查找出局部有異物的紙張。

加裝方案及成效

我們自主設計了一套輸紙檢測保險裝置，并將其安裝在飛達的紙張輸出端，筆者設計的觸發電路（如圖1所示）就安裝在輸紙檢測保險裝置的右側，二者形成一個整體，兩端接24V直流電源。

輸紙檢測保險裝置的觸發開關型號為BZ-R-T4-J，當紙張任意部位的厚度大于設計厚度（設計厚度可調，依據實際印刷的紙張厚度而定）時，圖1中LS-FF0開關閉合，PLC輸入端X04.000D接收信號后會導致一系列連鎖反應：前規擺動牙停止向印刷區域輸紙→飛達及輸紙帶停止向前規處擺動牙供紙→轉入離壓狀態→靠版墨輥、靠版水輥停止送墨、送水→噴粉系統停止供粉→印刷機脫離印刷狀態，速度下降開始空轉，接下來，操作人員檢查降速原因，這就能有效阻止帶有異物的紙張等進入壓印區域損壞防劃傷護套。

改造完成后，我們用膠將紙屑粘壓到正常紙張的任意部位，人為地做了幾百張帶有“紙漿”的廢紙（紙張局部厚度為0.30～1.00mm不等），再進行調試。經過若干次調試后，最終達到理想效果。經過幾年的使用，我們再未發現因紙張質量問題而壓傷防劃傷護套的現象。

輸紙檢測保險裝置的電氣原理分析

弄清楚輸紙檢測保險裝置的電氣原理，對自主設計非常重要，而這一過程相當復雜。在此，筆者將改造后的輸紙檢測保險裝置的電氣原理進行介紹，以便印刷同仁在進行類似改造時參看，也歡迎大家共同交流學習。

前面提到，當紙張任意部位的厚度大于設計厚度時，如圖1所示的觸發電路中，LS-FF0開關將閉合。這時，經過內部邏輯電路程序控制，外部將產生一系列的動作，繼電器SG1和FS接收到PLC的輸出信號而動作（如圖2所示），直接效果是擺動牙吸鐵線圈失電，擺動牙不再接受主動進紙作業，此時印刷色組失去紙張供應。

同時，繼電器SO-WPG也接收到PLC的輸出信號，控制位于飛達頭部的兩個氣缸動作（如圖3所示），目的是有效阻止后續紙張連續向前規供給，防止印刷機前規處堆滿紙張。

此時，內部軟元件F0和F1也失去信號，內部一系列連鎖動作又導致如圖1所示的外部電路反應，從而引發如圖2和圖3所示的擺動牙吸鐵動作和飛達頭部的兩個氣缸動作。

PLC輸入點Y05.0022B也將停止響應，即飛達離合器線圈因失能而停止運行，此時，飛達輸紙帶停止向前規擺動牙供紙。

正常印刷時合壓指示燈亮，當紙張檢測裝置開關LS-FF0動作時，合壓指示燈滅，圖4為合壓指示燈工作原理圖。一旦檢測開關閉合，第1色組到第8色組的上、下座依次開始離壓，其運作機理為：依據時間凸輪給的脈沖信號TM25，輸入至PLC輸入點X04.001A，進入程序內部的計算機進行運算來決定第1組下座何時首先開始離壓。

例如第5個脈沖輸入C P U之后，就會指令第1色組的上座合壓。M004CA1由規定的計算數值來決定是否動作。

M004D11的動作決定第1色組的下座是否開始合壓，直接負責紙張計數的軟元件是M004C88（如圖5所示）。

當最后一組（第4組下座）由合壓功能轉為離壓初始狀態時，PLC輸入點Y05.0022B停止向LIO輸入信號（如圖6所示），即噴粉系統停止運轉，不再向無印刷狀態的情況下輸送粉源。

在印刷過程中對印刷完畢的產品噴粉，其目的是防止紙張上未干的油墨與下一張粘連。

外部電路人眼很容易看懂，但是由于內部電路無法看清，下面將側重于對內部程序邏輯電路原理進行分析。

內部程序邏輯電路的F0/1是直接決定墨輥、水輥是否執行動作的軟元件。F0控制印刷色組上座的墨輥、水輥動作，F1控制印刷色組下座的墨輥、水輥動作。一旦輸紙檢測保險裝置開關動作，印刷色組靠版墨輥、水輥分別抬起，墨輥、水輥停止向印版輸入墨量、水量（如圖7所示）。

初始印刷狀態時，變頻器多功能端子M1=0、M2=1、M3=0輸入至變頻器內部二進制指令為010時，印刷機組即進入印刷速度。換言之，輸紙檢測保險裝置開關動作，繼電器MRFA動作（如圖8所示），立即指令印刷機組的印刷速度下降至空轉速度，操作人員發現降速，隨即對前規處進行檢查，判斷是否因紙張質量而引發，從而有效阻止帶有紙漿的紙張進入壓印區域損壞護套。

可以看出，一旦輸紙檢測保險裝置開關動作，機座的印刷速度（最高為15500轉/小時，可調）立即下降至空轉速度（3500轉/小時），此作用的發生受控于復雜的內部邏輯電路。簡而言之，輸紙檢測保險裝置開關信號的輸入直接作用于軟元件M004C74動作，繼而作用于主要軟元件M004C77（如圖9所示），從而產生更多的邏輯動作。圖10為本文相關的部分邏輯關系。

該印刷機電氣原理圖及內部程序圖就有數千頁，設備傳動有變頻調速器，開關動作轉換有PLC，時間關系的主要轉換有編碼器，運算放大等有CPU及后繼電路。前面所述的動作都離不開外部電路和內部程序的支持，它們之間相互關聯、環環相扣、錯綜復雜，要想在有限的篇幅內將邏輯關系說清楚并非易事，所以筆者只能有針對性地將制作的輸紙檢測保險裝置開關電路后繼的邏輯關系與印刷部分的幾個要點充分說明，使專業人士能夠看清楚。