基于plc和变频器在印刷机上的应用

河北冀雅电子有限公司 李俊奇

1.前言

丝网印刷机是过滤版亦称孔版印刷的一种形式，是四大印刷方法之一。丝网印刷可以适用于某些特殊的印刷要求。随着科学技术的发展，丝网印刷的应用日益广泛，丝网印制版和印刷工艺水平不断提高。丝网印刷机也在不断改良和完善。已经生产的有平面、曲面、成形、印染和新型轮转等多种丝网印刷机。

2.意义

Plc的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通讯网络技术的发展息息相关，这些高新技术的发展推动了PLC的发展，而PLC的发展又对这些高新技术提出了更高、更新的要求，促进了它们的发展。目前用可编程控制器设计自动控制系统己经成为世界潮流。PLC是专为工业环境应用设计的，具有面向工业控制的鲜明特点，主要体现在以下几个方面：

(1)可靠性高、抗干扰能力强。

图1 系统总体结构图

图2 PLC输入输出接线

(2)通用行强、灵活性好、功能齐全。

(3)编程简单、使用方便。

(5)网络通讯。

本系统采用信捷PLC进行编程，其特点：首先，可靠性高稳定性好，故障点少，抗干扰能力强；其次，功能完善，适用性强；再次，易学易用，深受工程技术人员欢迎；第四，系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造；第五，体积小，重量轻，能耗低。

3.曲面印刷机工作原理及其基本构成

半自动曲面丝网印刷的工作原理、工艺流程：

丝网印刷的基本原理就是将油墨或者其他颜料从印版的孔洞中“漏”到承印物的表面上。其工艺流程包括：(1)先将丝织物、合成纤维织物或金属丝网绷紧在网框架上，采用涂布感光胶、曝光、显影、腐蚀等光化学方法，使印版上图文部分的胶体经显影后腐蚀去除，而将非图文部分的网孔堵死，即非图文部分的胶体不去除，制成印版。(2)给版框内倒入印刷油墨或颜料。(3)利用刮墨刀的压力将油墨或颜料从图文部分的网孔中漏到承印物上，形成图文。[1]半自动曲面丝网印刷机的一个工作循环是，给件→顶紧→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→解除顶紧→收件。在连续循环动作中，只要能实现功能每个动作占用的时间应尽量短，以缩短每个工作循环同期，提高工作效率。印刷机刮墨刀在完成单向印刷后与丝网印版一起脱离承印物，同时进行返程回墨，即完成一个印刷循环。丝网印刷机主要的机构有传动装置、印版装置、印刷装置、支撑平台、控制装置。

4.控制系统总体设计

本系统核心部件为plc它的主要任务是接收按钮开关，传感器等的信号来，对电磁阀，变频器发出控制信号，完成控印刷过程的控制制，系统总体结构如图1。

本系统将设计一个控制箱里。所有的电气件安装在控制箱里，控制面板安装在印刷机正面，现场的所有信号由多芯电缆连接到控制箱，操作面板和电控箱之间也用电线进行连接。通过操作面板上的按钮选择印刷方式来印刷工件，点击启动按钮印刷机就可以进行完成印刷过程，基于对系统可靠性、实用性和高效益原则对于PLC的软件控制进行设计。将控制方式分为单次印刷，连续印刷和点动三种控制方式。

4.1 硬件电路

根据工艺要求，输入点统计如下：

正是由于存在这些理论争议，最终导致了立法机关在轻罪制度建构上的“举足不前”。鉴于此，本文对我国轻罪范围的划定问题展开专门探讨，以期有效破解这一理论和实践难题。

(1)动作可分为单次印刷，连续印刷和点动动作，需要2个输入点，可以实现为3个状态。实现方法在软件设计中会详细说明。

(2)要求各个动作可以单独控制，分别为刮墨行程，匀墨行程，刮墨刀，匀墨刀，升降，顶紧共需要6个输入点。

(3)刮墨行程，匀墨行程到位检测，刮墨刀提刀到位检测，升降升到位检测共四个输入传感器，需4个输入点。

(4)连续启动和单次启动需要2个输入点。

(5)顶紧选择开关需要1个输入点。共计15个输入点。

输出点统计：

(1)刮墨动作，匀墨动作，刮墨刀升降，匀墨刀升降，顶紧动作，升降动作6个输出点。

(2)为了生产统计方便，设计了个生产计数功能，因此计数器需1个输出点。

(3)在连续生产过程中，每次印刷完成后需要一下停歇时间，以便更换工件，因此需一个定时期给定信号，需1个输出。共计8个输出点。

根据以上统计共需要23个I/O点，考虑一定的裕量因此选用32点的XC3-32R的PLC.

PLC输入输出接线如图2所示：

4.2 软件设计

(1)动作可分为单次印刷，连续印刷和点动动作，印刷方式钮选择为一个三位旋钮，两组常闭点，当x0常闭点接通时为单次印刷，当x1常闭点接通时为连续印刷，当旋钮处在空位时，即x0，x1都不接通时为点动动作。

(2)在印刷过程中共分为4个状态，停止状态，匀墨状态，印刷状态，和等待换件过程，在单次印刷时，只是完成一个流程，回到停止状态，而在连续印刷过程时，当流程走到等待换件时，外接的定时器根据用户的实际设定时间，定时时间到后发出信号给plc输入x4，进入下一次循环印刷过程。

(3)在单次印刷时由于需要手动换件，因此启动开关为脚踏开关，每印刷一次，启动一次作，而在连续印刷时，开关设置的为手按启动按钮，方便进行操作。

(4)在实际应用中，某些产品不需要将工件顶紧，因此有时需要将顶紧汽缸关掉，设置一个“顶紧关”的常闭开关旋钮输入到plc的X16，

4.3 对变频器的功能的要求

(1)要有正反向控制，以满足刮墨行程动作和匀墨行程动作。

(2)运转的速度值可变，最好是通过手调电位器方式进行无级调速，以适应不同工艺要求。

(3)机器的加、减速过程要平稳，快慢适当，做到速度变换时及时平滑无冲击。

4.4 变频器的参数选择

根据这些要求可知，绝大多数变频器都可满足，针对所用的场合，选择通用型变频器。电压容量的选择根据所接电源和原机所用的电机。此处使用400V等级，1.5kW的变频器，市场上变频器的种类繁多，一般产品，就能满足要求。因此选用易能EDS800变频器。(1)变频器正向输入端FWD，反向输入端REV。(2)将刹车电阻接到P+，PB插槽上。(3)利用一个4.7k的电位器接入模拟信号输入端口+10V，VCI，GND用来调节速度。(4)设定其内部参数，将频率输入通道选择F0.00选择“4”VCI模拟设定；F0.02运行命令选择“2”端子运行命令有效；F0.08，加速时间为0.5秒；F0.09减速时间设为0.2秒。其他参数利用默认值即可。

5.结束语

印刷机的一套电气设计属于系统设计，包括硬件，软件设计，涵盖范围较广。这里，我只简单介绍了其中比较重要的几部分，其它细节还有很多，这里不再一一列举。使用信捷的一套控制系统，感觉可靠，方便。在机器使用过程中，运行稳定。PLC功能齐全，可靠耐用，指令简洁，给用户编程，维修都带来极大方便。