V80系列PLC在印刷机控制系统中的应用

1 引言
印刷机是一种精度要求较高的机械，印刷品的好坏一方面取决于机械加工以及安装精度，另一方面取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。 为使印刷出来的产品性能稳定，采用了以V80系列PLC为主控器并配合触摸屏的控制方案，PLC用来完成各机组离合压与水辊电机的协调准确控制，触摸屏用来完成对印刷机运行参数的设置以及设备当前运行状况的监控。
2 系统结构
由于双色印刷机的输入，输出点较多，在设计中，每个机组既要考虑到安全控制，包括本位机组的急停、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。这样就造成一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。因此，采用双机通讯，可以很好地解决此问题。 V80系列PLC是德维森科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器，每个PLC本体模块都具备1个RS485通讯接口，可实现多达16个PLC模块的通讯，通讯协议为Modbus协议，通讯速率高达38400bps。因此，双机通讯时的上位机与下位机采用了V80系列PLC产品，其中，上位机采用M40DR+E16D+E4DA2，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M40DR+E8AD2，主要负责水辊电机的控制、主传动的调速输出以及调版电机数据采集等。
同时，系统选用了一台eView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。整个系统结构如图1所示：
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，采用了V80－E4DA2模拟量输出模块，它将PLC本体给出的数字信息，根据相应的算法，转换成0~10V直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。

图1 印刷机控制系统结构图
对多色机来说，调版是一个比较繁琐的过程，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，在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给V80-E8AD2，经过PLC处理实现闭环控制，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
用户可以通过触摸屏上自由组合的文字，按钮，图形，数字等来处理或监控随时发生的变化信息，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。
3 系统设计
3.1 给纸设计
印刷机整体的电气设计对时间的要求严格，在机器设备上安装有多个接近开关，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。所谓走纸的好坏，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。
给纸过程的流程，如图2所示：

图2 给纸流程图
按照上述流程编制的程序，在速度增高至7000r/h 后，会出现歪张锁不住现象，主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。为了让电磁铁输出提前，采用中断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间，即使在12000r/h 的速度下，也能很好的锁住有故障的纸张。
3.2 离合压设计
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。由于印刷速度是多段速，在3000~12000r/h之间，根据用户需要可选择不同的速度。但是，由于合压采用了气动装置，每个气缸都有一个动作时间，齿轮转过角度是一定的，因此，机器速度不同时，合压时间也不同。为了解决此问题，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。
4． 结束语
采用V80系列PLC和触摸屏配合的控制方案，一方面，可以很好地控制调节水辊速度以及调版版辊的转动精度；另一方面，并通过对给纸流程和离合压的优化设计，可以极大的改善走纸好坏和印品的质量。
通过在某印刷设备厂实际应用，表明系统运行可靠，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。