基于plc和變頻器在印刷機上的應用

河北冀雅電子有限公司 李俊奇

1.前言

絲網(wǎng)印刷機是過濾版亦稱孔版印刷的一種形式，是四大印刷方法之一。絲網(wǎng)印刷可以適用于某些特殊的印刷要求。隨著科學技術的發(fā)展，絲網(wǎng)印刷的應用日益廣泛，絲網(wǎng)印制版和印刷工藝水平不斷提高。絲網(wǎng)印刷機也在不斷改良和完善。已經(jīng)生產的有平面、曲面、成形、印染和新型輪轉等多種絲網(wǎng)印刷機。

2.意義

Plc的發(fā)展與計算機技術、半導體技術、控制技術、數(shù)字技術、通訊網(wǎng)絡技術的發(fā)展息息相關，這些高新技術的發(fā)展推動了PLC的發(fā)展，而PLC的發(fā)展又對這些高新技術提出了更高、更新的要求，促進了它們的發(fā)展。目前用可編程控制器設計自動控制系統(tǒng)己經(jīng)成為世界潮流。PLC是專為工業(yè)環(huán)境應用設計的，具有面向工業(yè)控制的鮮明特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)可靠性高、抗干擾能力強。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

圖2 PLC輸入輸出接線

(2)通用行強、靈活性好、功能齊全。

(3)編程簡單、使用方便。

(5)網(wǎng)絡通訊。

本系統(tǒng)采用信捷PLC進行編程，其特點：首先，可靠性高穩(wěn)定性好，故障點少，抗干擾能力強；其次，功能完善，適用性強；再次，易學易用，深受工程技術人員歡迎；第四，系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造；第五，體積小，重量輕，能耗低。

3.曲面印刷機工作原理及其基本構成

半自動曲面絲網(wǎng)印刷的工作原理、工藝流程：

絲網(wǎng)印刷的基本原理就是將油墨或者其他顏料從印版的孔洞中“漏”到承印物的表面上。其工藝流程包括：(1)先將絲織物、合成纖維織物或金屬絲網(wǎng)繃緊在網(wǎng)框架上，采用涂布感光膠、曝光、顯影、腐蝕等光化學方法，使印版上圖文部分的膠體經(jīng)顯影后腐蝕去除，而將非圖文部分的網(wǎng)孔堵死，即非圖文部分的膠體不去除，制成印版。(2)給版框內倒入印刷油墨或顏料。(3)利用刮墨刀的壓力將油墨或顏料從圖文部分的網(wǎng)孔中漏到承印物上，形成圖文。[1]半自動曲面絲網(wǎng)印刷機的一個工作循環(huán)是，給件→頂緊→升件→降刮墨刀、升回墨刀→刮墨行程→升刮墨刀、降回墨刀→降件→回墨行程→解除頂緊→收件。在連續(xù)循環(huán)動作中，只要能實現(xiàn)功能每個動作占用的時間應盡量短，以縮短每個工作循環(huán)同期，提高工作效率。印刷機刮墨刀在完成單向印刷后與絲網(wǎng)印版一起脫離承印物，同時進行返程回墨，即完成一個印刷循環(huán)。絲網(wǎng)印刷機主要的機構有傳動裝置、印版裝置、印刷裝置、支撐平臺、控制裝置。

4.控制系統(tǒng)總體設計

本系統(tǒng)核心部件為plc它的主要任務是接收按鈕開關，傳感器等的信號來，對電磁閥，變頻器發(fā)出控制信號，完成控印刷過程的控制制，系統(tǒng)總體結構如圖1。

本系統(tǒng)將設計一個控制箱里。所有的電氣件安裝在控制箱里，控制面板安裝在印刷機正面，現(xiàn)場的所有信號由多芯電纜連接到控制箱，操作面板和電控箱之間也用電線進行連接。通過操作面板上的按鈕選擇印刷方式來印刷工件，點擊啟動按鈕印刷機就可以進行完成印刷過程，基于對系統(tǒng)可靠性、實用性和高效益原則對于PLC的軟件控制進行設計。將控制方式分為單次印刷，連續(xù)印刷和點動三種控制方式。

4.1 硬件電路

根據(jù)工藝要求，輸入點統(tǒng)計如下：

正是由于存在這些理論爭議，最終導致了立法機關在輕罪制度建構上的“舉足不前”。鑒于此，本文對我國輕罪范圍的劃定問題展開專門探討，以期有效破解這一理論和實踐難題。

(1)動作可分為單次印刷，連續(xù)印刷和點動動作，需要2個輸入點，可以實現(xiàn)為3個狀態(tài)。實現(xiàn)方法在軟件設計中會詳細說明。

(2)要求各個動作可以單獨控制，分別為刮墨行程，勻墨行程，刮墨刀，勻墨刀，升降，頂緊共需要6個輸入點。

(3)刮墨行程，勻墨行程到位檢測，刮墨刀提刀到位檢測，升降升到位檢測共四個輸入傳感器，需4個輸入點。

(4)連續(xù)啟動和單次啟動需要2個輸入點。

(5)頂緊選擇開關需要1個輸入點。共計15個輸入點。

輸出點統(tǒng)計：

(1)刮墨動作，勻墨動作，刮墨刀升降，勻墨刀升降，頂緊動作，升降動作6個輸出點。

(2)為了生產統(tǒng)計方便，設計了個生產計數(shù)功能，因此計數(shù)器需1個輸出點。

(3)在連續(xù)生產過程中，每次印刷完成后需要一下停歇時間，以便更換工件，因此需一個定時期給定信號，需1個輸出。共計8個輸出點。

根據(jù)以上統(tǒng)計共需要23個I/O點，考慮一定的裕量因此選用32點的XC3-32R的PLC.

PLC輸入輸出接線如圖2所示：

4.2 軟件設計

(1)動作可分為單次印刷，連續(xù)印刷和點動動作，印刷方式鈕選擇為一個三位旋鈕，兩組常閉點，當x0常閉點接通時為單次印刷，當x1常閉點接通時為連續(xù)印刷，當旋鈕處在空位時，即x0，x1都不接通時為點動動作。

(2)在印刷過程中共分為4個狀態(tài)，停止狀態(tài)，勻墨狀態(tài)，印刷狀態(tài)，和等待換件過程，在單次印刷時，只是完成一個流程，回到停止狀態(tài)，而在連續(xù)印刷過程時，當流程走到等待換件時，外接的定時器根據(jù)用戶的實際設定時間，定時時間到后發(fā)出信號給plc輸入x4，進入下一次循環(huán)印刷過程。

(3)在單次印刷時由于需要手動換件，因此啟動開關為腳踏開關，每印刷一次，啟動一次作，而在連續(xù)印刷時，開關設置的為手按啟動按鈕，方便進行操作。

(4)在實際應用中，某些產品不需要將工件頂緊，因此有時需要將頂緊汽缸關掉，設置一個“頂緊關”的常閉開關旋鈕輸入到plc的X16，

4.3 對變頻器的功能的要求

(1)要有正反向控制，以滿足刮墨行程動作和勻墨行程動作。

(2)運轉的速度值可變，最好是通過手調電位器方式進行無級調速，以適應不同工藝要求。

(3)機器的加、減速過程要平穩(wěn)，快慢適當，做到速度變換時及時平滑無沖擊。

4.4 變頻器的參數(shù)選擇

根據(jù)這些要求可知，絕大多數(shù)變頻器都可滿足，針對所用的場合，選擇通用型變頻器。電壓容量的選擇根據(jù)所接電源和原機所用的電機。此處使用400V等級，1.5kW的變頻器，市場上變頻器的種類繁多，一般產品，就能滿足要求。因此選用易能EDS800變頻器。(1)變頻器正向輸入端FWD，反向輸入端REV。(2)將剎車電阻接到P+，PB插槽上。(3)利用一個4.7k的電位器接入模擬信號輸入端口+10V，VCI，GND用來調節(jié)速度。(4)設定其內部參數(shù)，將頻率輸入通道選擇F0.00選擇“4”VCI模擬設定；F0.02運行命令選擇“2”端子運行命令有效；F0.08，加速時間為0.5秒；F0.09減速時間設為0.2秒。其他參數(shù)利用默認值即可。

5.結束語

印刷機的一套電氣設計屬于系統(tǒng)設計，包括硬件，軟件設計，涵蓋范圍較廣。這里，我只簡單介紹了其中比較重要的幾部分，其它細節(jié)還有很多，這里不再一一列舉。使用信捷的一套控制系統(tǒng)，感覺可靠，方便。在機器使用過程中，運行穩(wěn)定。PLC功能齊全，可靠耐用，指令簡潔，給用戶編程，維修都帶來極大方便。