引言

　　在包裝印刷系統(tǒng)中我國與國外先進(jìn)水平存在明顯差距行贤，國內(nèi)大多數(shù)先進(jìn)生產(chǎn)線都采用進(jìn)口設(shè)備苏蒿。我們采用了全數(shù)字式變頻器驅(qū)動交流伺服電機(jī)作為校正裝置。由于它采用的是脈沖串位置控制方式供撵，它可以利用PLC高速計數(shù)器與集成脈沖輸出功能郊男。

1 簡介

　　在科學(xué)技術(shù)日新月異的當(dāng)今時代，為滿足現(xiàn)代人對商品包裝精美化的要求蔗括，對包裝印刷生產(chǎn)線的位置跟蹤的精確度要求越來越高杆坪。將各類先進(jìn)技術(shù)以群體綜合應(yīng)用方式應(yīng)用于包裝線上，以謀求實現(xiàn)包裝印刷生產(chǎn)線高自動化鸿市、高效能已迫在眉捷锯梁。而全數(shù)字化交-直-交交流變頻伺服驅(qū)動器MSD0421A控制精度高、響應(yīng)速度快焰情、抗干擾性強陌凳，將它與PLC一起應(yīng)用于包裝線上形成閉環(huán)位置控制器有非常重要的意義。它解決了包裝印刷上靠人工進(jìn)行初始定位難内舟，定位誤差大合敦，動態(tài)調(diào)節(jié)慢，傳動中易錯位验游，套色較困難等許多問題充岛。

2 MSD系列全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的特點、操作

　　我們使用日本松下變頻器是數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)耕蝉，采用了專用的數(shù)字信號處理器（DSP芯片）崔梗，硬件標(biāo)準(zhǔn)化夜只，通用化，是一個多微處理器全數(shù)字化的閉環(huán)控制系統(tǒng)蒜魄。系統(tǒng)軟件中有操作系統(tǒng)扔亥、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)視盯辅、診斷及標(biāo)準(zhǔn)功能模塊子程序等摹跑。在應(yīng)用中采用圖形編程語言，根據(jù)不同的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趴鹰，把系統(tǒng)所需要的模塊調(diào)出并組接起來胚砰，就構(gòu)成一個專用的傳動系統(tǒng)。實際上它一種實時控制系統(tǒng)的可編程控制器纠沉，由于用微處理器作為控制系統(tǒng)的核心部件敬魏，不僅可以按照各種控制思想及數(shù)學(xué)模型進(jìn)行在線地快速計算與控制， 而且還有監(jiān)視庸颂、顯示、保護(hù)沸稻、故障自診斷及自復(fù)原等功能扁钥。

　　2.1 特點

　　MSD全數(shù)字式變頻器功能強大，適用于高性能位置控制器所饺，它有38個參數(shù)設(shè)置捐煤，6種控制方式，其中脈沖串位置控制最為獨特蓄诽。因為它使用一定頻率的脈沖信號作為代表位置命令的輸入信號薛训，在復(fù)雜的工作現(xiàn)場中，它比模擬速度輸入信號精度高仑氛，抗干擾性強乙埃。

　　（1） MSD系列具有各種參數(shù)可以用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性和功能锯岖， 正確設(shè)定這些參數(shù)介袜， 可以使系統(tǒng)獲得最好的運動狀態(tài)。

　〕龃怠（2） 監(jiān)視功能遇伞， 如偏差脈沖數(shù)監(jiān)視、電動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)視捶牢、電動機(jī)轉(zhuǎn)矩監(jiān)視鸠珠。

　　（3） 顯示CNI/F的輸入/輸出控制信號狀態(tài)秋麸。

　〗ヅ拧（4） 顯示故障原因及歷史馆柬。

　　（5） MSD系列內(nèi)部的動態(tài)制動可用于緊停谍潮。

　∷菡臁（6） 保護(hù)功能， 如：過壓保護(hù)慷啊、過流保護(hù)况魔、過速保護(hù)等。

　∧称恕（7） 由計算機(jī)對MSD進(jìn)行監(jiān)視和操作奢赡。通過RS232C串行接口， 可將計算機(jī)與MSD相連筐积， 并且由計算機(jī)對MSD進(jìn)行控制和操作掷暇， 用戶可以通過計算機(jī)對所連的MSD進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和修改， 也可以通過計算機(jī)的CRT來監(jiān)視MSD的工作情況珊求。

　　2.2 脈沖串位置控制誤差的操作

　〔闩省（1） 試運行時電機(jī)軸上不加負(fù)載，由于電機(jī)加減速有沖突赃阀，必須固定電機(jī)霎肯。

　　（2） 如果用帶制動器的電機(jī)則先釋放制動器榛斯。

　」塾巍（3） 在沒有加主電源前， 先加DC12~24V電壓驮俗。

　《啤（4） 加主電源到驅(qū)動器。

　⊥醮铡（5） 當(dāng)SERVO-ON時搪柑， 電機(jī)就處于待運行狀態(tài)。

　∷髋搿（6） 在位置控制方式時拌屏， 使偏差計數(shù)器零信號CL釋放，使脈沖指令禁止信號INH釋放术荤， 電機(jī)就處于SERVO-LOCK狀態(tài)倚喂。

　　（7） 置參數(shù)NO.02為零瓣戚， 此方式是位置（脈沖串）控制方式笛吱。

　　（8） 設(shè)置參數(shù)NO.29為參數(shù)值挥痊， 電機(jī)轉(zhuǎn)速正比于輸入脈沖頻率f×P25/P26×P27=2500×4×n/60途培。

[DividePage:NextPage]

3 包裝印刷自動套色原理

　　套印出現(xiàn)誤差有諸多原因建搞，例如導(dǎo)輥和壓輥的平行度轉(zhuǎn)動不靈活，運動平衡不良注欧，張力的波動祈岔，印料厚薄不均，印料熱變形及印版輥的直徑誤差等钙蕉，這種套印偏差在性質(zhì)上是連續(xù)變化的口纸，而偏差量也不是定量［4》。所以必須不斷地監(jiān)視套印誤差并及時加以修正官孝，人工套色時通常由印刷工肉眼觀察套印誤差努禽，憑經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)修正輥的移動來補償套印誤差，因而大大限制了印刷速度及套色精度门俏，而采用自動套色系統(tǒng)則可以提高印刷速度和套色精度丸匀。

　　圖1 凹版印刷機(jī)印刷流程圖

　　圖1為凹版印刷機(jī)生產(chǎn)線的印刷過程簡圖（僅畫出前面4個印刷單元）。印刷機(jī)由開卷機(jī)運行依次經(jīng)過各印刷單元危融，進(jìn)行各色的印刷和烘干畏铆，由收卷機(jī)進(jìn)行收卷。每色印刷都會在印料的邊緣印上以供套色用的色標(biāo)吉殃，每個相鄰顏色的標(biāo)志線在套印精確時應(yīng)相互平行辞居，垂直（縱向）相距20mm。圖1中寨腔，光電掃描頭S1檢測由1單元和2單元印出的色標(biāo)速侈。如果相鄰兩色標(biāo)間隙不等于20mm率寡，則說明套印出現(xiàn)了偏差迫卢，偏差經(jīng)微處理器進(jìn)行運算，輸出控制信號以驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)冶共，使相應(yīng)的套色修正輥ML上下移動來延長或縮短印料上一單元印刷版輥到該單元印刷版輥的行程來動態(tài)修正乾蛤。各單元印刷套色以前一單元印出的色標(biāo)為基礎(chǔ)。

4 套色自動化系統(tǒng)簡介與方案設(shè)計

　　本系統(tǒng)由一臺PC機(jī)捅僵， S7-200CPU214/EDC可編程控制器家卖， MSD變頻伺服系統(tǒng)組成控制核心， 其結(jié)構(gòu)如圖2所示荷右。

　　圖2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

　　控制原理：整個傳動系統(tǒng)由最初軸頭安裝一臺旋轉(zhuǎn)編碼器度堤，隨著傳動系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，編碼器產(chǎn)生連續(xù)的脈沖信號完簿，即每轉(zhuǎn)一周發(fā)出n個脈沖沙螺，根據(jù)輥子周長可換算出20mm相當(dāng)于多少個脈沖，此脈沖信號作為輸入給定信號聚灸，通過PLC的I0.6口送到高速計數(shù)器HSC1中娇皇。每個色輥上裝一臺色標(biāo)傳感器阅牛，它可以檢測到印品邊緣上的色標(biāo)，然后把檢測到的印品上的色標(biāo)信號轉(zhuǎn)化為電脈沖信號呛仁，通過聯(lián)接到PLC的輸入端I1.0反饋到高速計數(shù)器HSC1的Reset中秫痪， PC機(jī)與PLC通過RS-485接口進(jìn)行異步串行通信，PC機(jī)從PLC中讀取這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號捅没， 由軟件進(jìn)行比較分析叭舰、運算、邏輯判斷后喘建， 向PLC發(fā)出控制指令和數(shù)據(jù)显驼，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制量， 調(diào)節(jié)色輥的相對位置坯临， 消除印刷錯位焊唬。

[DividePage:NextPage]

　　在整套印刷中，一般采用改變印版滾角的轉(zhuǎn)動角度以達(dá)到調(diào)整印刷位置的目的看靠，其閉環(huán)控制如圖3所示赶促。

　　圖3 控制原理圖

　　圖3中檢測裝置為色標(biāo)傳感器， 它把檢測到的色標(biāo)信號轉(zhuǎn)化為電脈沖送到PLC中挟炬， 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是交流伺服系統(tǒng)鸥滨， 它由PLC直接驅(qū)動， 不需要任何外圍電路谤祖。PLC把檢測到的信號與存貯器預(yù)先測定好的標(biāo)準(zhǔn)值相比較得到偏差值婿滓，然后按運算規(guī)律根據(jù)脈沖偏差數(shù)算出該發(fā)出多少個脈沖。

5 軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)的軟件包括主程序粥喜、初始化對零程序凸主、計數(shù)子程序、集成脈沖輸出子程序额湘。

　　5.1 初初始化對零處理

　　如圖4所示卿吐，初始化對零程序的任務(wù)是使系統(tǒng)一合電源，包裝印刷機(jī)就自動地對某個給定值進(jìn)行跟蹤而減少錯位忘哼。當(dāng)編碼器的回0脈沖一到就起動高速計數(shù)器疏悯，PLC一旦檢測到色標(biāo)信號就立即讀取計數(shù)值送入存貯器中。

　　圖4 初始化對零程序

　　5.2 計數(shù)子程序

　　首先把高速計數(shù)器HSC1的控制字節(jié)SMB47置為16#FC锨穷，其含義為：正方向計數(shù)歉冷，可更新預(yù)置值（PV），可更新當(dāng)前值（CV）岗憨，激活HSC1乳后。

　　然后，用指令HDEF把高速計數(shù)器HSC1置成工作模式1，即只有復(fù)位沒有起始輸入暖鬓，也沒有方向選擇继锰。當(dāng)前值SMD48復(fù)位為0，預(yù)置值SMD52置成FFFF（16進(jìn)制）麸档。當(dāng)色標(biāo)傳感器的色標(biāo)脈沖信號輸入到PLC的I1.0就引起中斷及窃，讀取計數(shù)器當(dāng)前值。用指令HSC1啟動高速計數(shù)器乃沙。

[DividePage:NextPage]

　　5.3 集成脈沖輸出子程序

　　CPU214/DC有兩個脈沖輸出起趾，可以用來控制交流驅(qū)動器的脈沖，接線圖如上述程序流程圖如圖5所示警儒。

　　圖5 程序框圖

　⊙雕伞（1） 起動電機(jī)的三個條件

　　（a） 按“START”（起動）按鈕蜀铲，在輸入端I1.0產(chǎn)生脈沖上升沿（從0到1）

　”吡稹（b） 無聯(lián)鎖，即聯(lián)鎖標(biāo)志M0.2=0

　〖侨啊（c） 電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)变姨，即操作標(biāo)志M0.1=0

　　如果同時具備上述3個條件，則將M0.1置位厌丑，控制時執(zhí)行PLSO指令定欧，在輸出端Q0.0輸出脈沖，其他必須預(yù)先具備的條件怒竿，已經(jīng)在首先掃描（SM0.1=1）設(shè)置砍鸠，主要是脈沖輸出功能的基本數(shù)據(jù)，例如時基耕驰、周期和脈沖數(shù)京佃。

　　（2） 停止電機(jī)：停止電機(jī)的兩個條件

　』贤摺（a） 按“STOP”（停止）按鈕称海， 在輸入端I1.1產(chǎn)生脈沖上升沿（從0到1）

　≈仗（b） 電機(jī)處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)苫担，即操作標(biāo)志M0.1=1

　　如果同時具備上述2個條件，則將標(biāo)志M0.1復(fù)位辰丛，并中斷輸出端Q0.0的脈沖輸出滓层。

　　（3） 聯(lián)鎖

　　為保護(hù)人員和設(shè)備的安全向酝， 在按“STOP”按鈕（I1.1）之后禁糖，必須規(guī)定驅(qū)動器聯(lián)鎖，將聯(lián)鎖標(biāo)志M0.2置位，立即關(guān)斷驅(qū)動器狞穗， 只有在M0.2復(fù)位后概丢，才能重新起動電機(jī)。當(dāng)“STOP”按鈕松開后民轴， 為防止電機(jī)的意外起動攻柠， 只有在“START”按鈕和“STOP”按鈕（I1.1）都松開后，才能將M0.2復(fù)位后裸，如要再次起動電機(jī)瑰钮，則必須再發(fā)出一個起動信號。

　　5.4 主程序

　　當(dāng)系統(tǒng)投入工作時微驶，主程序的任務(wù)就是根據(jù)PLC把隨機(jī)讀到的計數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較浪谴，而得到的偏差值，調(diào)節(jié)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)因苹。程序流程圖如圖6所示苟耻。

　　圖6 主程序圖

6 結(jié)束語

　　在包裝印刷系統(tǒng)中我國與國外先進(jìn)水平存在明顯差距，國內(nèi)大多數(shù)先進(jìn)生產(chǎn)線都采用進(jìn)口設(shè)備扶檐。我們采用了全數(shù)字式變頻器驅(qū)動交流伺服電機(jī)作為校正裝置梁呈。由于它采用的是脈沖串位置控制方式，它可以利用PLC高速計數(shù)器與集成脈沖輸出功能蘸秘。通過實驗檢測官卡，該套裝置控制精度高，動態(tài)響應(yīng)快僚洋。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)剥乍，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)候赏，也不構(gòu)成任何其他建議斧炎。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳盯媚，對此類作品本站僅提供交流平臺铝寿，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻抖唧、圖片陷克、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知瓤鬓，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容版幕，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn四乱。