基于臺達自動(dòng)化平臺構建的大幅面多色印刷機網(wǎng)絡(luò )系統

　　1 引言

　　XJ4142大全張四色膠印機是河南新機股份有限公司自行研發(fā)的光、機、電、氣一體化產(chǎn)品，在國內大幅面膠印機領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。機器按功能劃分為四個(gè)組成部分：輸紙機組;主傳動(dòng)系統;四個(gè)顏色印刷機組、收紙機組。機器的工藝流程是：裁切好的紙張由輸紙機輸送到第一色印刷機組，先經(jīng)過(guò)規矩定位后再依次通過(guò)四個(gè)印刷機組的印刷，最后傳到收紙機，把印刷完的紙張收集整齊。

　　機器全長(cháng)十二米，分布配置十二個(gè)操作面板。機器全套包括：兩個(gè)紙臺升降電機;兩個(gè)吸紙風(fēng)泵;一個(gè)油泵;一個(gè)噴粉泵;一個(gè)空壓機;四個(gè)出水輥電機和一個(gè)主電機;電磁閥和電磁鐵二十二個(gè)。機器上還有大量的用于監控的光電開(kāi)關(guān)和用于安全保護的限位開(kāi)關(guān)。這些電器件主要分布在機器的傳動(dòng)側和操作側分布安裝。由于電器件不集中，如果只采用一個(gè)電柜安裝一個(gè)PLC組成控制系統，那么機器離電柜較遠的那部分到電柜的連接線(xiàn)會(huì )很多且距離長(cháng)。

　　2 臺達EH系列PLC通訊功能構建的新型控制系統

　　2.1 方案設計

　　根據以上對新機XJ4142膠印機和臺達EH系列PLC功能的分析，我們與中達電通公司合作，提出了一種采用兩個(gè)EH系列PLC分別作為主站和從站，把臺達文本顯示器、人機界面及四個(gè)B型變頻器與PLC通過(guò)通訊口連接在一起，構建成新型電控系統。

　　臺達EH系列PLC采用雙處理器芯片設計架構，運算處理速度非?？?。它除了兩個(gè)內置的串聯(lián)通訊口(COM1：RS-232，COM2：RS-485)外，還可以擴展一個(gè)通訊口COM3。在指令的處理速度方面接近國外的高檔PLC，而內置通訊口比國外品牌多。臺達DVP—PLC專(zhuān)門(mén)對RS-485通訊口開(kāi)發(fā)了多種MODBUS串聯(lián)通訊便利指令，其中臺達EH系列PLC具有EASY LINK功能，可以在臺達PLC、變頻器之間進(jìn)行組網(wǎng)控制。

　　2.2系統的特點(diǎn)

　　(1)主電機為全機各個(gè)部分提供傳動(dòng)動(dòng)力，要求低速能滿(mǎn)負荷啟動(dòng)，機器印刷時(shí)要求速度可以調節并且速度穩定性要好，所以選用臺達V系列高性能磁束矢量控制變頻器。

　　(2)膠印機在紙張上印刷時(shí)需要先給印版上水和上墨，版面上的水量在印刷時(shí)需要經(jīng)常調節，所以選用四個(gè)臺達B系列變頻器來(lái)控制四個(gè)印刷機組的出水輥電機的速度。

　　(3)本機設有一個(gè)主控制臺電箱和一個(gè)主電柜，主控制臺電控箱在輸紙機的操作側，主電柜在傳動(dòng)側;其中主站PLC在主控制臺電箱里，從站PLC在主電柜里。主站PLC主要用于輸紙機和一二色印刷機組的信號采集及處理。從站PLC主要用于主電機變頻器控制、三四色印刷機組和收紙機的信號采集及處理。主站PLC和從站PLC通過(guò)RS-485通訊線(xiàn)連接。主控制臺電箱里還有一二色印刷機組的出水輥變頻器，主電柜里有主電機變頻器和三四色印刷機組的出水輥變頻器。一二色出水輥變頻器和主站PLC采用RS-485通訊線(xiàn)連接和控制。三四色出水輥變頻器和主站PLC采用RS-485通訊線(xiàn)連接和控制。這樣四個(gè)印刷機組的出水輥變頻器和從站PLC都作為從站和主站PLC就組成了RS-485通訊網(wǎng)絡(luò )。利用臺達PLC的EASY LINK功能可以實(shí)行1：N控制。主電機變頻器從安全可靠方面考慮仍采用I/O控制，參見(jiàn)圖1。

　　圖1 電控柜

　　(4)顯示采用臺達TP04文本顯示器和DOP-AE10THTD人機界面，文本顯示器在主控制臺上，主要顯示和調節機器速度，顯示印刷計數，機器運行狀態(tài)監示和故障指示。人機界面在機器最后邊的看樣臺上。除了有文本顯示器顯示的內容外，還可以對機器進(jìn)行操作，四個(gè)印刷機組的水量可以在這里集中顯示和調節，還可以對四個(gè)機組的印版進(jìn)行套準顯示和調節。文本顯示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通訊，人機界面和主站PLC的擴展通訊口COM3采用RS-485通訊，主畫(huà)面設計參見(jiàn)圖2。

　　圖2 人機界面

　　3 控制系統結構

　　3.1硬件系統構架

　　3.2 通訊控制軟件構架

　　利用PLC EASY LINK編程實(shí)現1：N主從通訊控制軟件構架：

　　4 技術(shù)參數設計

　　4.1 變頻器參數設計

　　水輥變頻器參數;設定頻率和運行控制來(lái)源為通訊RS485輸入，設定通訊站號，通訊傳送速度，通訊資料格式。變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與主站PLC里程序設定的通訊傳送速度、通訊格式相同。

　　4.2 工藝參數設計

　　工藝參數人機界面設定;人機部分主要實(shí)現人參與控制系統的途徑。它主要包括：顯示部分、設定部分、操作部分、歷史故障部分;其中設定主要是主機速度設定、四色機組水量設定、四色機組印版套準定位。

　　5 調試總結

　　變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與主站PLC里程序設定的通訊傳送速度、通訊格式相同。

　　臺達PLC LINK設置為自動(dòng)模式并啟動(dòng)后，主站就開(kāi)始偵測所有連接的從站共有幾臺。為了提高通訊連接的可靠性，在主站PLC的程序里加入一段延時(shí)程序，等整個(gè)系統上電穩定后，再啟動(dòng)PLC LINK。

　　當個(gè)別從站工作不正常時(shí)，為了檢查這些從站是否與主站PLC通訊連接成功，可以用電腦連上主站PLC，在臺達PLC編程軟件里采用“裝置監控”命令，分別監視各從站是否有LINK連接的標志寄存器。

　　6 結束語(yǔ)

　　目前該類(lèi)型機器已生產(chǎn)了二十多臺，經(jīng)過(guò)多家用戶(hù)的使用，證明該電控系統是穩定可靠 的。由RS485通訊組成的網(wǎng)絡(luò )電控系統實(shí)現了大型機器的電器分散控制，大大減少了各部分之間的連接線(xiàn)。該系統采用兩個(gè)小型機PLC組合替代大型機，大大減低了系統的成本。該系統具有結構簡(jiǎn)單，操作方便，界面美觀(guān)，穩定可靠，成本低，維修方便。

　　參考文獻

　　[1]膠印機的使用與調節.馮昌倫. 印刷工業(yè)出版社, 2002

　　[2]VFD-B型變頻器使用手冊.中達電通股份有限公司, 2003

　　[3]VFD-V型變頻器使用手冊.中達電通股份有限公司,2003

　　[4]DOPA系列人機界面應用技術(shù)手冊.中達電通股份有限公司, 2003

　　[5]DVP-PLC應用手

　　冊程序篇.中達電通股份有限公司, 2003