日本太洋DT-2000横向套色系统死机故障的分析及解决

陈北荣

我公司引进的中山松德SAY10820十色凹印机从2007年开始正式投产，一直用于生产“七匹狼”系列烟包产品。该设备每个印刷单元配备一个套色系统，分别控制横向和纵向的套色精度。投入使用以后，我们发现与之配套的日本太洋DT-2000横向套色系统陆续出现无规律死机现象，最开始出现死机的次数不多，每月大约1～2次，对印刷生产影响不大。但从2010年底开始，该横向套色系统的死机频率越来越高，至2011年下半年每月平均达10次左右，已经严重影响了印刷生产的连续性，造成废品数量增多、纸张和油墨消耗增加、产品质量稳定性变差、操作人员工作压力加大等问题。为此，笔者认真分析了日本太洋DT-2000横向套色系统死机故障的特征及原因，并提出了解决思路及改造措施，供业内人士共享。

死机特征

通过对日本太洋DT-2000横向套色系统故障的长期跟踪调查和数据统计，笔者总结出了死机故障的3个特征。

1.无规律性

横向套色系统死机故障的出现与时间、季节和气候无关，有时出现在刚开机时，有时出现在长时间正常运行中；间隔时间或短或长；可能出现在10个印刷色组的任意一个，也可能在某些色组重复出现，表现出典型的无规律性。

2.显示黑屏与套印失控

横向套色系统死机时，印刷色组的套色液晶显示屏会出现黑屏，同时该系统与设备控制系统和主控台之间的通讯中断，控制按钮开关和主控台的调整开关对印刷色组的横向套色控制完全失效，无论按什么键都不能启动套色液晶显示屏，也无法实现对横向套色的正常调整。此时，横向套色完全失控，并向某一个方向跑动，导致横向套色误差较大，达不到产品质量要求，造成不必要的浪费。

3.关电重启才能恢复

横向套色系统死机后必须立刻停机并切断电源，待重新送电、重启后方可恢复正常生产。

死机原因分析及解决思路

经过与业内同行、套色系统供应商、高职院校教师和电气技术专家交流讨论后，大家一致认为日本太洋DT-2000横向套色系统属于典型的弱电控制系统，易受到凹印机及周边电气元件工作时的电磁波干扰。

当强电、弱电控制系统在同一台设备或同一生产车间内共同作业时，会产生较强的电磁波，如果电磁波干扰未得到妥当处理，则会成为系统和设备正常工作的障碍。例如变频器、烘箱温度自动调节开关等以晶闸管为核心的部件或UV固化装置的高频振荡电路，在工作时均会产生谐波干扰。技术人员在检测时发现，设备控制器与日本太洋DT-2000横向套色系统的触控器之间确实存在干扰信号，这可能是导致横向套色系统死机的真正原因。

针对横向套色系统死机的原因，笔者提出了两种解决思路，一种是从干扰源入手，减少电磁波干扰；另一种是增强该套色系统的抗电磁波干扰能力。在测试时，笔者发现干扰源存在不确定性，时有时无，时强时弱，很难彻底排查，即使查到干扰源，也无计可施，不可能让设备停止工作。因此，第一种解决思路不易实现，于是笔者便从第二种解决思路入手，对横向套色系统的抗干扰能力进行了改造。

改造措施

改造前，该横向套色系统已经具备的抗干扰基础为：①印刷单元的套色系统控制箱为金属外壳，对内部电路的屏蔽效果良好，箱体用铜线与凹印机机架连接；②已对软件进行升级，系统的抗干扰能力略有增强；③已把强弱电线槽分开，避免强电线路对弱电线路产生干扰。

为进一步增强横向套色系统的抗干扰能力，必须从该系统的结构设计出发，对电源、信号传输线路、内部结构和系统软件等部位采取综合改造，才能达到较好的效果。经过认真分析，笔者按照以下措施对横向套色系统进行了改造。

1.加强电源防护

电源是否稳定可靠对横向套色系统的正常运行影响较大。电源受到的干扰主要来自感性负载的投入与切断、电网的高次谐波等，可通过加装滤波器的方法解决（如图1所示），以消除电源受到的高频干扰和共模干扰。滤波器使用电容来分流有害的高频噪声，使进入控制器的有害噪声信号显著降低或衰减，从而达到抗干扰的作用。

2.加强每个印刷单元套色系统控制箱的防护

改造前，每个套色系统控制箱与其他电气部件合并接地，这种方式可能存在地线干扰。而通过将强地线与弱地线、数字地与模拟地等不同类型的电路单元单独接地（如图2a所示），可以避免相互干扰的电路共用地线。同时，在每个套色系统控制箱与印刷单元外壳之间加装绝缘板（如图2b所示），加强每个套色系统控制箱对电磁波的防护能力。

3.加强信号传输线路的防护

（1）升级通讯线和水晶头

如图3所示，将原本的通讯线更换为等级更高的工业通讯线，水晶头更换为带屏蔽功能的水晶头。工业通讯线和带屏蔽功能的水晶头抗干扰能力更强，使得信号传输过程中的衰减更少。

（2）触控器信号输入端加装电磁环

如图4所示，在触控器信号输入端加装电磁环，用增大磁阻的方式来抑制传导干扰，以降低非正常电磁波对信号输入端的影响。

4.改善各套色系统控制箱的工作环境

如图5所示，横向套色系统控制箱安装于印刷单元的外壳，再被防护罩统一罩住，如果横向套色系统控制箱或者印刷单元的外壳出现散热不良，可能会导致套色系统出现工作故障，通过加装散热风扇对横向套色系统控制箱进行散热，可保证系统正常运行。

改造后效果

横向套色系统的各项改造施工均符合规范要求，改造后的设备在长时间的运行和使用过程中，发生死机故障的频率极低，一年内少于2～3次，仅为原来故障率的2%左右，扣除横向套色系统自身工作稳定性的因素，可以认为横向套色系统的死机故障已得到基本解决。

改造后的横向套色系统保障了生产运行的连续性，降低了废品率，提高了产品质量和生产效率。对改造前横向套色系统死机故障造成的纸张和成品浪费进行简单估算，改造后的设备每年可为企业减少十多万元的经济损失，同时还可减轻操作人员的工作压力。

本次研究是对日本太洋DT-2000横向套色系统原有结构设计缺陷采取改造措施，成本投入小，改造效果和经济效益较明显，存在同样问题的同行可参考借鉴。