摘要：随着印刷技术的不断发展以及印刷设备的日趋复杂化，印刷设备的各生产环节在相互作用中形成了一个比较复杂的印刷系统，印刷设备电气控制系统的应用，提高了印刷工作的效率，为了使相关工作能够有序、高效地运行，必须做好印刷设备的电气设计和调试工作。文章主要介绍了平板印刷机的电气设计过程。
关键词：印刷设备；电气设计；调试
随着我国印刷行业的不断发展，印刷技术及印刷设备逐渐呈现出一种复杂化的趋势，同时在印刷机的各个环节中由于多方面因素的相互作用使其逐渐形成了一高度复杂化的系统。印刷机电气控制系统的引入，促使报纸印刷机工作效率得到了明显的提高，因此，为了实现印刷机更加高效有序的进行，做好电气设计和调试工作就显得尤为重要。本文以平版印刷机为例, 具体介绍其电气设计过程。
1、平版印刷机的系统简介
平版印刷机大体上分为三个部分即:输纸部分、主机部分、收纸部分。纸张由输纸机传送至主机部分, 再依次由主机部分的进纸滚筒、压印滚筒、印版滚筒印刷后传给收纸滚筒, 最后经链排把纸张传送到收纸部分,整个印刷过程结束。
整机电器控制部分主要包括:输纸机升降控制、主机传动、水路控制、油路即整机润滑控制、气路控制、收纸升降控制等。本系统中的主机传动采用变频器控制, 所有的控制电路如输纸升降、收纸升降、气路、水路、油路等都采用PLC集中控制, 用触摸屏对整机进行操作控制。
图1 输纸机控制电路
图2 输纸机动力控制
2、平版印刷机电器元器件的选型
变频器的选型方面，系统要求机器能够均匀实现不同的转速, 还要求有正点动、反点动、运转, 整机稳定性要求比较高, 故本系统采用变频器带动三相异步变频电动机来实现主机传动。经分析比较, VFD075B43A型变频器完全可以满足本系统要求。
PLC的选型方面，EH系列PLC功能齐全, 扫描速度快, 指令编写方便, 指令的容量大,操作方便,性价比较高,故本系统选用DVPEH6400R作为整个印刷机的控制单元。
触摸屏的选型方面，触摸屏又称人机界面, 是现代自动控制系统使用较为广泛的可代替按钮操作的一种操作方式。通过触摸屏和PLC的通讯可以实现对印刷机所有动作的控制, 很直观的显示出PLC内所有的动作状态和机器各部分的故障。本系统选用DOP05BS100型触摸屏。
3、印刷机控制系统的电路设计
3.1 输纸部分的电气控制设计
本系统输纸主要以电动控制为主。主要动作控制有:纸堆的上升下降(纸堆升到一定高度后实现自动升纸)、输纸机工作与停止、输纸气泵控制。图1为输纸机的PLC控制电路, 图2为输纸机的动力线路控制。
在图1中:L、N接电源AC220 V;PLC内部提供的DC24V输出电源作为输入回路的控制电源;C0为Y0 ～ Y3四个输出点的电源公共端;C1是Y4 ～ Y7四个输出点的电源公共端;01、02接AC220V;03、04接AC24 V(这两组电源直接从变压器上获得)。Y0 、Y1控制纸堆升降, Y2 控制纸堆自动升, Y3 控制输纸气泵, Y4 控制输纸机中间继电器。SQ7 和SQ8 分别是纸堆上升和下降的限位开关, 以防止纸堆在升降过程中越位造成机器损坏。
图3 主机控制电路
图4 主机变频控制
在图2中, M2 控制纸堆升降电机, M3 控制输纸气泵。图3为输纸机触屏操作界面。控制原理:当按动触摸屏上的纸堆升按钮时, Y0有输出, KM1 常开点闭合, 电机M2 带动链条使输纸板上升, 当升到一定的高度, 纸堆压下SQ32后, 纸堆升按钮不再起作用, Y0 无输出, 这时转换为自动升, 当SQ3闭合时, Y2 有输出, PLC内部的时间继电器开始计时,5 s后自动升纸结束。当X1 再次给信号时Y2 再次动作。需要纸堆降时操作者只需要按动触摸屏上的纸堆降按钮即可, 此时Y1 有输出, KM2 常开点闭合,电机开始反转反应到输纸机上即为纸堆降。当按动触摸屏上的气泵开按钮时, Y3 有输出KM4 线圈吸合, 使电机M3 开始工作。停止时按动气泵关按钮即可。当按动输纸开按钮时, Y4 有输出, 控制输纸机的中间继电器KA0 吸合, KA0 常开点闭合, 输纸机电磁铁得电。使输纸机开始工作。
3.2 主机控制电路设计
主机传动部分由触摸屏、PLC、变频器共同控制,触摸屏给出控制信号, PLC输出信号到变频器, 然后由变频器控制电机动作。具体动作见图3、图4。
PLC的公共端C2接变频器的公共端DCM, 利用变频器内部提供的24 V电源与各个端子形成回路, 从而实现动作。所有动作都采用PLC直接输出方式。当按动触摸屏上的正点按钮后Y11 输出, 变频器上JOG和DCM形成通路, 电机以设定的寸动频率(本系统设定为4 Hz)运转, 当按反点按钮时Y11和Y12同时有输出, 变频器上MI1和JOG两组形成回路, 此时变频器发出的是反点信号, 电机以寸动频率反向运转。本系统采用多段速1以恒定频率运转(本系统设定为12 Hz), 当FWD和MI2同时有信号时设定为恒速运转(Y10和Y13同时输出)。当FWD有信号即Y10有输出时, 此时电机以输入的摸拟信号设定的频率运转。本系统采用0 V～10 V电压作为模拟信号的输入对应为5 Hz～50 Hz的频率。变频器的参数设定如下:01 -00:50;01 -01:50;01 -09:10;01 -10:5;01 -14:4;02 -00:02;02 -02:01;04 -04:29;04 -05:01;05 -00:12。可以通过改变参数01 -14的值改变点动的速度。通过调整05 -00的值来改变运转速度。另外在主机部分的其他控制如水墨的控制与以上的控制方式相同都采用触摸屏操作, PLC直接控制水墨电磁阀。
3.3 收纸部分电气控制设计
收纸部分与输纸部分的动作基本相同, 主要包括纸堆的升降, 收纸气泵等。其控制方式和输纸部分相同。唯一不同的是在输纸部分用的是自动升, 收纸部分用的是自动降。
4、维护保养措施分析
在电气维护保养方面，。该设备内部保护很多的安全装置，这些安全装置是非常灵敏的，一旦出现轻微触动，就可能会导致整个设备无法运作，比如电气控制柜内部的继电器，如果堆积大量的灰尘，会出现触电接触不良的现象，会导致机器无法运作。因此，定期的做好电气方面的维护保养工作是非常必要的。比如定期清理电气箱内部的灰尘，定期检查线路的接触部分，是否存在接触不良或者虚接的现象。再比如达内粉尘堆积过多会影象碳刷架的移动和复位，并影象碳刷架上弹簧对碳刷的压紧力，使碳刷与整流子铜头接触不良，也会造成机器运转困难。所以定期接触这些接触部分是非常有必要的。
本文以平板印刷机为例，介绍了电气控制系统的设计及保养方法，稳定性良好，操作方便, 故障查找简单。
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论文作者:毛军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：印刷机论文; 触摸屏论文; 变频器论文; 本系统论文; 纸机论文; 主机论文; 气泵论文; 《电力设备》2019年第7期论文;