1.  概述

柔版印刷系統(tǒng)主要有三大部分組成：放料部份、中間印刷部份和收料部份。放料部分與中間印刷部分有恒張力控制，收卷部分與中間印刷部分也需要恒張力控制。中間印刷部分是印刷機(jī)核心部分，印刷色組的套準(zhǔn)是控制的核心。在市場(chǎng)上大部分柔版印刷機(jī)放卷、送料部分的張力控制是由張力傳感器與張力控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)完成，而套色部分由分為手動(dòng)套色與自動(dòng)套色。手動(dòng)套色部分比較簡(jiǎn)單，是通過(guò)每個(gè)色組上的相位調(diào)節(jié)按鈕手動(dòng)控制。而柔版印刷機(jī)自動(dòng)套色大部分都是由外部套色控制系統(tǒng)完成。

根據(jù)對(duì)柔版印刷機(jī)控制需求的了解與分析，合信技術(shù)推出全套基于自主產(chǎn)品的柔板印刷機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)由CTSC-200 系列CANopen總線主站PLC（內(nèi)置模糊張力控制算法）、EM261印刷專用控制模塊和內(nèi)置套色疊加功能的H1A伺服驅(qū)動(dòng)器組成。

2. 方案示意圖 

根據(jù)柔印機(jī)控制要求，具體配置功能控制如下：   

伺服控制選擇：前后牽引伺服通過(guò)與張力傳感器形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC中的張力算法，控制各個(gè)色組間承印物的印刷張力；中間5-8組色輥使用雙伺服控制，伺服驅(qū)動(dòng)器集成CANopen接口；使用EM261印刷機(jī)專用控制模塊與色標(biāo)傳感器形成自動(dòng)套色系統(tǒng)。

 PLC控制選擇：CPU選擇的是216-1AH33-2B24，集成CANopen主站功能， EM277C作為CANopen分布式從站，連接所有系統(tǒng)需要各種按鈕開關(guān)、傳感器、指示燈和閥?？刂撇煌琁O點(diǎn)輸入輸出。

人機(jī)操作界面HMI：10.4寸觸摸屏，用于參數(shù)調(diào)節(jié)和人機(jī)交互。

3 .方案描述   

在柔版印刷機(jī)控制系統(tǒng)中，核心控制部分主要兩部分：自動(dòng)套色控制與張力控制。

3.1 EM261印刷專用模塊

EM261印刷專用模塊是專門面向印刷行業(yè)推出的產(chǎn)品，可接入CTSC-200 PLC的背板總線，CTSC-200 PLC 通過(guò)調(diào)用庫(kù)程序控制EM261。EM261包含4路500Khz脈沖輸出，用于控制印刷色組伺服，同時(shí)擁有4路200Khz高速脈沖輸入，用于驅(qū)動(dòng)器的編碼器位置反饋。在運(yùn)用過(guò)程中分主軸模塊與從軸模塊：

主軸模塊(CPU設(shè)定)，能夠根據(jù)設(shè)定，發(fā)生指定頻率的脈沖，并且4軸的脈沖輸出要保持同步。并且能輸出同步從軸模塊信號(hào)SYN，使得從軸模塊也能輸出同步的脈沖信號(hào)。 

從軸模塊(CPU設(shè)定)，根據(jù)主軸過(guò)來(lái)的同步信號(hào)，發(fā)送出同步的脈沖。

 該模塊主要用于印刷行業(yè)，和合信技術(shù)CTSC-200 PLC、H1A伺服驅(qū)動(dòng)器聯(lián)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多軸輥筒的嚴(yán)格位置同步。

3.2 自動(dòng)套色控制

本系統(tǒng)中印座的印輥和版輥為獨(dú)立的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)行時(shí)，CPU通過(guò)發(fā)送速度指令給印刷模塊，所有印刷模塊同步輸出相應(yīng)的脈沖控制各個(gè)伺服電機(jī)。所有的印輥伺服電機(jī)是通過(guò)印刷專用運(yùn)動(dòng)模塊同步高速脈沖控制，版輥伺服電機(jī)是通過(guò)印刷專用運(yùn)動(dòng)模塊同步高速脈沖和套色偏差補(bǔ)償（CANOPEN總線給定）控制。

針對(duì)印刷的自動(dòng)套色要求，本系統(tǒng)中套色位置補(bǔ)償功能內(nèi)嵌在伺服驅(qū)動(dòng)其中，色標(biāo)傳感器檢測(cè)到色標(biāo)信號(hào)時(shí)，索存電機(jī)軸位置，并計(jì)算出偏差，將補(bǔ)償?shù)拿}沖數(shù)通過(guò)CANopen總線的方式傳送給伺服驅(qū)動(dòng)器，從而達(dá)到自動(dòng)套色的功能。

 3.3  張力控制

本系統(tǒng)中主要有兩級(jí)張力控制：一級(jí)張力控制（磁粉制動(dòng)器）、二級(jí)張力控制（前后牽引伺服電）由于印刷機(jī)套色對(duì)張力要求很高，紙張的張力控制需平穩(wěn)，穩(wěn)定，不能出現(xiàn)跳動(dòng)等要求，在PLC控制中，運(yùn)用合信開發(fā)的張力PID控制兩級(jí)張力，通過(guò)實(shí)際使用，可以能夠保證印刷機(jī)張力穩(wěn)定。

一級(jí)張力控制示意圖如下所示：放卷是由一個(gè)磁粉控制（自身沒(méi)有動(dòng)力），磁粉通過(guò)磁粉驅(qū)動(dòng)器控制其輸出扭矩，承印物在印刷時(shí)在二級(jí)張力伺服的拖動(dòng)下向右移動(dòng)，當(dāng)磁粉輸出力矩過(guò)大時(shí)，承印物會(huì)拉緊，承印物對(duì)一級(jí)張力傳感器的壓力增大，通過(guò)PLC中一級(jí)張力PID處理，會(huì)降低磁粉的輸出轉(zhuǎn)矩，同理，當(dāng)磁粉輸出轉(zhuǎn)矩過(guò)小時(shí)，承印物會(huì)松弛，以及張力傳感器的壓力會(huì)減少，此時(shí)PLC會(huì)控制磁粉輸出轉(zhuǎn)矩增大。從而達(dá)到控制一級(jí)張力的穩(wěn)定。

二級(jí)張力控制示意圖如下所示：張力傳感器的壓力來(lái)自承印物，氣缸壓輥與二級(jí)張力伺服將承印物壓緊，當(dāng)張力伺服旋轉(zhuǎn)時(shí)，承印物被輸送到右邊來(lái)，同理，色輥能夠承印物輸送到右邊，當(dāng)設(shè)定一定印刷速度時(shí)，色輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度一定，當(dāng)張力伺服速度過(guò)慢時(shí)，承印物被拉緊，然后對(duì)張力傳感器的壓力變大，此時(shí)PLC中PID調(diào)節(jié)會(huì)增大張力伺服的速度，同理，當(dāng)張力伺服速度過(guò)快時(shí)，承印物松弛，承印物對(duì)張力傳感器的壓力減少，此時(shí)PLC中PID調(diào)節(jié)會(huì)減小張力伺服的速度，如此快速反復(fù)控制，將張力傳感器維持在設(shè)定張力。

3.4 柔版印刷機(jī)控制工藝流程