三菱Q系列PLC在電子軸凹印機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 2011年第30卷第8期 行業(yè)應(yīng)用與交流 ndustrial Applications and Communications 三菱Q系列P L C在電子軸凹印機(jī)的應(yīng)用 陳元招 陳北榮 1 閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建龍巖364021 2 福建三華彩印有限公司 福建龍巖364021 摘要 電子軸凹印機(jī)的工藝較復(fù)雜 精度 速度要求高 控制難度大 三菱Q系列PLC可執(zhí)行多任務(wù)操作 處理速度快 功能強(qiáng) 非 常適用于電子軸凹印機(jī)的控制需要 由控制系統(tǒng)組成和工作原理展開 說明三菱Q系列PLC在電子軸凹印機(jī)的應(yīng)用 包括 單軸控制系統(tǒng) Q系列PLC具體配置 I O地址的分配和部分程序等內(nèi)容 使整機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制更加穩(wěn)定可靠 性能得到顯著 的提升 關(guān)鍵詞 Q系列PLC 電子軸凹印機(jī) 控制系統(tǒng) 中圖分類號(hào) TM571 61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1003 7241 2011 08 0060 04 The Application of Mitsubishi S Q Series PLC to the Gravure with Electronic Axis CHEN Yuan zhao1 CHEN Bei rong 1 Minxi Vocational Technical College Longyan 364021 China 2 Sanhua Colour Printing Co Ltd Fujian Longyan 364021 China Abstract The gravure with electronic axiS is complicated in craft It is specialized at great accuracy high speed and difficult contro1 The Mitsubishi S Q Series PLC can accomplish several tasks at a high speed It is suitable to be used in controlling the gravure with electronic axis This paper starts from the components and working theories of the system and explains the application of Mitsubishi S Q Series PLC to the gravure with electronic axis including the following aspects the single axis controlling system the configuration of Q Series PLC the allocation of the I 0 addresses and some programs The system can make the operation of the whole machine steady and reliable SO as to greatly improve the performance Key words Q Series PLC Gravure with Electronic Axis controlling system 1 引言 隨著印刷行業(yè)的快速發(fā)展 凹印機(jī)的生產(chǎn)速度與印 刷精度要求也逐步提高 依靠傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)很難 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出高質(zhì)量的印刷產(chǎn)品 為適應(yīng)印刷行業(yè)發(fā)展的 需求 凹印機(jī)的控制系統(tǒng)不斷趨向數(shù)字化 智能化和網(wǎng) 絡(luò)化發(fā)展 盡可能應(yīng)用高精度 高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和高穩(wěn)定性 的控制系統(tǒng) 使復(fù)雜的印刷工藝控制變得簡(jiǎn)單精確 并 且越來越多的機(jī)械傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)也由電氣控制系統(tǒng) 所取代 當(dāng)凹印機(jī)的印刷單元 牽引單元和模切單元等 發(fā)展成為獨(dú)立的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式控制時(shí)稱為電子軸 收稿日期 2 01 0 1 2 06 60 l TE時(shí) JesdAI盤盯l甜on AI pIic 凹印機(jī) 電子軸凹印機(jī)控制系統(tǒng)主要由大型PLC 伺 服控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線 套準(zhǔn)系統(tǒng)和人機(jī)界面等組成 大型PLC具有功能強(qiáng) 可靠性高 使用靈活方便的特 點(diǎn) 能夠?qū)崿F(xiàn)多重任務(wù)的復(fù)雜控制功能 適應(yīng)靈活多變 的生產(chǎn)控制要求 目前國內(nèi)外有多種品牌的大型P L C 應(yīng)用于電子軸凹印機(jī) 三菱公司的Q系列PLC是其中常 用的一種 2 電子軸凹印機(jī)的印刷工藝流程 電子軸凹印機(jī)印刷工藝流程如圖1所示 卷筒紙從 開卷機(jī)離開后送到除塵裝置 為紙張的上下表面進(jìn)行除 塵作業(yè) 接著進(jìn)行前張力控制 用以控制印刷前端的紙 彳亍業(yè)應(yīng)用與交流 ndustrial Applications and Communications 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 20l1年第30卷第8期 張張力 并與后張力控制系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)的印刷張力控 制 使多色印刷單元區(qū)域內(nèi)部的張力始終保持相對(duì)的穩(wěn) 定 在前糾偏控制系統(tǒng)區(qū)域 通過糾偏控制使紙張?jiān)谶M(jìn) 入印刷之前橫向位置保持相對(duì)穩(wěn)定 經(jīng)過前端的多道 工序控制后 紙張輸送到印刷單元開始進(jìn)行多色印刷 每組印刷單元包含上墨系統(tǒng) 印版 套準(zhǔn)系統(tǒng) 補(bǔ)償系 統(tǒng) 烘干和冷卻系統(tǒng)等組成部分 完成油墨的上墨和轉(zhuǎn) 移 紙張的烘干與冷卻 顏色疊加的套準(zhǔn)控制 2 等工序 直到完成所有規(guī)定的文字圖案印刷任務(wù) 印刷后的紙張 進(jìn)行后張力控制和后糾偏控制 使紙張?jiān)谶M(jìn)入模切之前 保持張力和橫向位置的相對(duì)穩(wěn)定 最后進(jìn)入模切控制系 統(tǒng) 分別完成壓凹凸 壓痕和模切任務(wù) 生產(chǎn)出印刷成 品 至此 完成電子軸凹印機(jī)的整個(gè)印刷生產(chǎn)工藝流程 圖1 電子軸凹印機(jī)印刷工藝流程 電子軸凹印機(jī)的工藝流程由許多電子軸共同完 成 控制的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)多電子軸之間的速度同步及 相對(duì)位置的恒定 因此必須采用高性能的大型PL C作 為控制核心 3 三菱Q系列P LC在電子軸凹印機(jī) 的應(yīng)用 3 1三菱Q系列PLC 三菱Q系列PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu) 主要由主基板 Q 3 1 2 B 電源模塊 Q 6 1 P A 1 高性能的模塊 Q02HCPU MELSECHET H模塊 QJ71BR11 CC Link模塊 QJ61BT1 1N 輸入模塊 QX41 輸出模塊 QY41P 串行通訊模塊 QJ71C24N 等模塊構(gòu)成 此外 可以通過擴(kuò)展基板的方式來擴(kuò)展I 0的數(shù)量 增加需要 的特殊功能模塊 3 2電子軸凹印機(jī)控制系統(tǒng) 以國內(nèi)某型的電子軸凹印機(jī)為例 控制系統(tǒng)主要由 Q系列PLC 伺服控制器 伺服驅(qū)動(dòng)器 檢測(cè)電路 套 準(zhǔn)系統(tǒng) C C Link現(xiàn)場(chǎng)總線 1和人機(jī)界面等組成 控制系統(tǒng)如圖2所示 首先操作人員在人機(jī)界面設(shè) 定生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù) 如印版的版幅周長 前后張力的數(shù) 值和機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)行速度等等 這些數(shù)據(jù)傳送到Q系列 PLC 作為運(yùn)算和執(zhí)行的基準(zhǔn)參數(shù) Q系列PLC通過 C C Link現(xiàn)場(chǎng)總線把各種運(yùn)行指令和控制指令傳輸?shù)?所有的伺服控制器 伺服控制器給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出指 令 控制各自的伺服電機(jī)完成相位 速度 單 聯(lián)動(dòng) 啟停等運(yùn)動(dòng)動(dòng)作 同時(shí)通過各個(gè)檢測(cè)裝置把機(jī)器的瞬時(shí) 狀態(tài)參數(shù)由CC Link現(xiàn)場(chǎng)總線反饋回到Q系列PLC Q 系列PLC再根據(jù)反饋回的信息發(fā)送下一步的控制指令 周而復(fù)始完成機(jī)器的閉環(huán)控制 圖2 電子軸凹印機(jī)的控制系統(tǒng) 電子軸凹印機(jī)最重要的控制要求是實(shí)現(xiàn)精確的同 步和多種顏色之間的疊加套準(zhǔn)印刷 Q系列PLC根據(jù) 生產(chǎn)要求生成一個(gè)虛擬主軸 作為整機(jī)協(xié)調(diào)統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)的 基準(zhǔn) 按虛擬主軸的要求把位置及速度指令信號(hào)傳送到 CC Link現(xiàn)場(chǎng)總線上 伺服控制器接收到位置和速度指 令信號(hào) 由伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的伺服電機(jī)進(jìn)行位置同 步運(yùn)行 從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)高精度的同步控制 在套準(zhǔn)控制 時(shí) 套準(zhǔn)系統(tǒng)的光電眼對(duì)印刷的光標(biāo)進(jìn)行檢測(cè) 并把實(shí) 時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送到套準(zhǔn)系統(tǒng)控制器 當(dāng)某個(gè)顏色的印 刷套準(zhǔn)的誤差值偏離允許的范圍時(shí) 套準(zhǔn)系統(tǒng)給出糾正 指令給Q系列PLC 由相應(yīng)的伺服電機(jī)完成糾偏動(dòng)作 最終實(shí)現(xiàn)高精度的套準(zhǔn)控制 3 3軟件設(shè)計(jì) 在電子軸凹印機(jī)控制系統(tǒng)中 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主 要完成參數(shù)設(shè)置 系統(tǒng)檢測(cè) 印刷單元運(yùn)行 同步調(diào)節(jié) 套準(zhǔn)控制和干燥風(fēng)機(jī)運(yùn)行等任務(wù) 程序設(shè)計(jì)流程如圖3 所示 系統(tǒng)通電后 先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)完成 后發(fā)送運(yùn)行信號(hào)到上位機(jī) 并啟動(dòng)印刷預(yù)備系統(tǒng) 選擇調(diào) 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 20l1年第30卷第8期 行業(yè)應(yīng)用與交流 ndustrial Applications and Communications 節(jié)方式 然后通過滾筒速度 紙張張力和位置檢測(cè)實(shí)現(xiàn) 印刷同步調(diào)節(jié) 同步調(diào)節(jié)完成后啟動(dòng)干燥風(fēng)機(jī)開始印刷 同時(shí)對(duì)套準(zhǔn)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào) 實(shí)現(xiàn)印刷過程的套準(zhǔn)控制 圖3 印刷系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)流程 3 4 QPLC的I 0地址分配 L 口 I 鞠出 口 o PLCm 聃麓 PL饈 功拖 PI C正常 l灘電瞄接拽 四正常 直流電罐畦揍疋常 f 纛停 何曩癌御群0Ic 敲 觸畸正常 YO 5 棚曩孵聃群 口 帔l X47 聊挎制靠蔓位 m 坤 蔫眭堆魯 撮t 斷 T 咖B 1 鐘壓印鞋筒信號(hào) 出 X7A 逮魄停止 D ODF l 8 印 簟翹杼 II述 9t自 適杼 喊 譴運(yùn)擰 X80 87 l B 印 l簟舞飯定 l98 印 簟元髓建 3 5部分程序 1 主程序 圖4 主程序梯形圖 2 1 印刷單元運(yùn)行程序 圖5 印刷單元梯形圖 4 應(yīng)用效果 Q系列PLC在電子軸凹印機(jī)的應(yīng)用 大大提高了印 刷設(shè)備的性能 真正實(shí)現(xiàn)各電子軸之間的同步及相對(duì)位 置的精確控制 控制系統(tǒng)與各電子軸之間運(yùn)用高速的 C C Link現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 如命令參數(shù) 反饋參 數(shù) 伺服增益參數(shù) 報(bào)警 錯(cuò)誤代碼等大量有關(guān)伺服控 制系統(tǒng)的信息 數(shù)據(jù)傳輸速率高 同時(shí)保證數(shù)據(jù)的嚴(yán)格 同步實(shí)時(shí)傳輸 系統(tǒng)的閉環(huán)設(shè)計(jì)和快速響應(yīng)能力使設(shè) 下轉(zhuǎn)第69頁