<p>三菱技術(shù)與凹印機(jī)張力控制新方案</p>
<p>精美的印刷質(zhì)量在軟包裝業(yè)中占領(lǐng)著很重要的位置，凹印機(jī)—般是由放卷裝置、主機(jī)牽引、進(jìn)料牽引、出</p>
<p>料牽引及收卷裝置組合而成，凹版印</p>
<p>刷因其印刷工藝的印版特征而得名。其標(biāo)準(zhǔn)配置是罕見(jiàn)的七電機(jī)系統(tǒng)【含收卷-放卷的自動(dòng)換卷】卷材印</p>
<p>刷時(shí)，需要使用—定的張力將材料張</p>
<p>緊進(jìn)入印刷單元，并在啟動(dòng)運(yùn)行，停車及換卷等過(guò)程中保證張力穩(wěn)定，而這樣才能保證的到各種顏色套印</p>
<p>準(zhǔn)確而且圖案精美亮麗。所以張力控</p>
<p>制是凹版印刷機(jī)械驅(qū)動(dòng)控制的核心技術(shù)，如果張力控制穩(wěn)定，張力動(dòng)搖小，則機(jī)器的套印精度及印刷速度</p>
<p>就高。</p>
<p>張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成及現(xiàn)狀</p>
<p>系統(tǒng)要求控制的張力主要有放卷張力、進(jìn)料張力、出料張力及收卷張力，卷材的印刷過(guò)程中。這便是通常</p>
<p>所講的四段張力，一般卷料在印刷色</p>
<p>組間的張力控制通過(guò)版遞增來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)軸系統(tǒng)也有用各色組驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度差進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。</p>
<p> </p>
<p>張力控制系統(tǒng)一般由檢驗(yàn)—運(yùn)算控制和驅(qū)動(dòng)裝置組成：</p>
<p>近年來(lái)由于浮動(dòng)輥在卷料換卷過(guò)程中對(duì)材料的張力吸收較好，檢驗(yàn)局部：該部分由張力傳感器或浮動(dòng)輥組</p>
<p>成。所以行業(yè)內(nèi)的同行人都是使用浮動(dòng)輥檢驗(yàn)。</p>
<p>性能價(jià)格比好，運(yùn)算控制：由PLC工控機(jī)或DSP來(lái)完成。近年來(lái)由于PLC大量普及。運(yùn)算速度逐年提高，所</p>
<p>以大部分采用PLC來(lái)做張力控制。一般</p>
<p>將浮輥信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后直接進(jìn)入PLC由PLC進(jìn)行卷徑計(jì)算、恒線速度控制和各段張力的PID運(yùn)算，并將結(jié)果</p>
<p>通過(guò)模擬量DA方式傳給矢量變頻器。<br /> </p>
<p>變頻器在控制整個(gè)系統(tǒng)中即作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)又作為張力的調(diào)整裝置。所以系統(tǒng)對(duì)變頻的調(diào)速范圍和精度</p>
<p>、轉(zhuǎn)矩精度及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等關(guān)鍵技</p>
<p>術(shù)都有比較高的要求。</p>
<p>傳統(tǒng)方案的局限和我們的改變思路</p>
<p>隨著印刷速度的增加（100300mmin卷徑比的增加（6001500mm印刷色組的增加（原來(lái)的6色增加至13色）以</p>
<p>及輔助控制點(diǎn)數(shù)的增加（壓輥、風(fēng)機(jī)</p>
<p>及油墨粘度控制等）對(duì)于循環(huán)掃描方式運(yùn)算的PLCCPU來(lái)講，由于保守的系統(tǒng)張力控制是通過(guò)一臺(tái)PLC完成</p>
<p>。漸漸不堪重任，即便將—些輔助控</p>
<p>制移到另—臺(tái)PLC來(lái)完成，但實(shí)際的四段張力所需的運(yùn)算時(shí)間用較先進(jìn)的PLC例如三菱的FX-3U或</p>
<p>SIEMENSS7-300都要確近20m掃描周期。</p>
<p>引人多CPU獨(dú)江算法來(lái)汁算各段張力并直接控制驅(qū)動(dòng)變頻宋調(diào)節(jié)張力，所以我開(kāi)始嘗試改變保守張力的單</p>
<p>CPU結(jié)構(gòu)。即按控制功能的種類或需要</p>
<p>每個(gè)CPU各司其職，以提高重要環(huán)節(jié)的處置性能。三菱推出自帶卷取功能的矢量變頻A740A1研究了三菱的</p>
<p>設(shè)備資料后，認(rèn)為引入該卷取變頻不</p>
<p>失為—個(gè)值得去試驗(yàn)的好方案</p>
<p> 【三菱卷取專項(xiàng)使用變頻】</p>
<p>一、系統(tǒng)可以直接接受浮輥電位器信號(hào) 內(nèi)部自帶浮輥專項(xiàng)使用PID軟件。</p>
<p>1.浮輥PID可以按偏移量分段設(shè)定PI參數(shù)；</p>
<p>2.浮輥控制的輸出量可以和主速度做比例補(bǔ)償；</p>
<p>3.其具有斷料啟動(dòng)緊急信號(hào)功能。</p>
<p>二、卷徑的計(jì)算功能</p>
<p>1.n轉(zhuǎn)速，可以直接計(jì)算卷徑：D=V∏nZV線速度。Z速比）</p>
<p>2.初始卷徑的多種計(jì)算力法或直接設(shè)定；</p>
<p>3.啟動(dòng)時(shí)的P和I可單獨(dú)調(diào)整；</p>
<p>4.速度增益可隨卷徑變化而分段設(shè)定
門動(dòng)切換；</p>
<p>5.自動(dòng)發(fā)生用于錐度控制的張力設(shè)定信號(hào)輸出；</p>
<p>6.收／放卷長(zhǎng)度的檢驗(yàn)和控制輸出。</p>
<p>三、卷徑演算型恒張力控制（轉(zhuǎn)矩控制模式）</p>
<p>1.STALL失速控制；</p>
<p>2.加減速慣性補(bǔ)償；</p>
<p>3.機(jī)械損耗彌補(bǔ)；</p>
<p>4.更新回避功能。</p>
<p><br />新方案的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)構(gòu)成</p>
<p>由各自變頻內(nèi)置的浮輥運(yùn)算模塊分別并行運(yùn)算控制。如圖1所示：該控制系統(tǒng)是由七臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)控制的分</p>
<p>別為兩個(gè)收卷（A740-7．5KA1兩個(gè)放</p>
<p>卷（A740-7．5KA1主機(jī)（A74022KCHI以及收、放卷牽引（A740-3．7K-A1構(gòu)成。其中收卷、放卷和收、放</p>
<p>卷牽引的浮輥信號(hào)分別能直接接到各</p>
<p>自的變頻。</p>
<p>控制系統(tǒng)特點(diǎn)：</p>
<p>FX3U和A740之間有專項(xiàng)使用的通信指令，4由于A740A1都自帶485通信按口。所以整個(gè)系統(tǒng)采用485通信設(shè)定修</p>
<p>改參數(shù)，且編程相當(dāng)方便。</p>
<p>所以我使各變頻依照線速度同步要求運(yùn)轉(zhuǎn)，1各變頻都帶有卷徑計(jì)算和補(bǔ)償功能。版周長(zhǎng)的變化和收放卷</p>
<p>的直徑變化都能預(yù)先得到彌補(bǔ)控制。</p>
<p>浮輥僅用于張力波動(dòng)引起的速度彌補(bǔ)控制，2整個(gè)系統(tǒng)預(yù)先已做到線速度同步。實(shí)測(cè)浮動(dòng)輥的調(diào)整量只有0</p>
<p>．10．3Hz即位置波動(dòng)小。由于是多</p>
<p>CPU單獨(dú)計(jì)算，系統(tǒng)響應(yīng)明顯加快，250mmin高速不停機(jī)接料時(shí)，設(shè)備張力動(dòng)搖非常小。據(jù)初步測(cè)算，系統(tǒng)</p>
<p>的響應(yīng)日引司可以比單CPU方式的PLC</p>
<p>提高1020倍，大約在12m</p>
<p>根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際線速度和預(yù)置卷徑，3由于可以通過(guò)參數(shù)預(yù)置初始卷徑。叫以由此控制預(yù)驅(qū)動(dòng)速度。實(shí)測(cè)</p>
<p>預(yù)驅(qū)動(dòng)變頻的線速度和舊軸線速度相</p>
<p>當(dāng)吻合，接料張力波動(dòng)較小。</p>
<p>未來(lái)展望</p>
<p>證明了使用三菱的卷取專項(xiàng)使用變頻來(lái)構(gòu)成的印刷機(jī)標(biāo)準(zhǔn)七電機(jī)的張力控制系統(tǒng)具有幾大優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)過(guò)我現(xiàn)場(chǎng)的</p>
<p>實(shí)際應(yīng)用和調(diào)試。</p>
<p>1．使其響心時(shí)刊人幅度提高，系統(tǒng)采用多CPU并行算法。且張力控制精度也明顯提高，換料工作可靠。。</p>
<p>2. PLC和變頻全部用通信方式連接，由于浮輥信號(hào)直接進(jìn)入變頻。所以系統(tǒng)ADDA模塊可以盡量少用，既縮</p>
<p>短處置時(shí)間又節(jié)省成本。</p>
<p>3. 沒(méi)有增加其他費(fèi)用,三菱卷取專項(xiàng)使用變頻只是軟州上加入卷取模塊。若算上減少的ADDA模塊，整個(gè)系統(tǒng)的</p>
<p>性價(jià)比得到提高，有—定的實(shí)用價(jià) </p>
<p> 值!</p>
<p>四. 所以我系統(tǒng)沒(méi)計(jì)時(shí)也比較精算成本，由于客戶在價(jià)格上控制成本。若要進(jìn)一步提高性能，三菱的A740</p>
<p>可以配CCLink通信卡，以此提高通信</p>
<p> 的可靠性。某些高速同步運(yùn)行的印刷機(jī)中，也可選配SSCNET-III伺服系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)）專項(xiàng)使用附件，作為</p>
<p>伺服產(chǎn)品使用，使A740-A1印刷機(jī)的 </p>
<p> 無(wú)軸控制十得以發(fā)揮其優(yōu)越性能。</p>
