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永宏PLC在4色开槽模切印刷上的应用
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一、行业介绍

随着经济的发展、人民生活水平的不断提高,高档彩色包装印刷品的需求也将不断增加。在我国,包装印刷行业每年都以两位数的速度增长,我国包装印刷机械制造企业要抓住这个机遇,努力提高产品质量,调整产品结构,加大新产品开发力度。包装印刷企业所需要的设备种类、规格、型号繁多。本文介绍了永宏PLC在4色开槽模切印刷上的应用。

1.1方案背景

在劳动力成本大幅飙升的背景下,如何提高设备的自动化程度,成为各界关注的话题。为使设备的性能达到最好,使用更人性化,印刷机机械化的自动化水平也在不断的提高。

二、客户要求

由印刷开槽模切机具备的功能来看,它对所采用的PLC提出了以下的要求。

(1) 位置检测比较多,位置信号是通过编码器给PLC的,因此对PLC的高速计数器的数量有要求。如送纸部有6个编码器,印刷部各站有8个编码器,开槽部和模切部各有7个。虽然反馈脉冲的频率不高,但一般计数器是无法胜任的。

(2) 各站之间需要作数据通讯,如各站的故障信息,位置参数与当前值,生产参数,互锁信号等等。这些数据的收发,有的是主站与从站之间的,也有的是从站与从站之间的。因此通讯部分的控制程序设计是一个难点。

(3) 各个站都需要控制变频器,一般用通讯方式控制。因此对通讯口的数量有要求。

2.1 解决方案

FBS系列的MA经济型主机,具备以上客户要求:

(1) 单机最大支持3个通讯口,支持RS-232,RS485,USB和以太网接口。

(2) 单机支持8个高速计数器,4个硬件高速计数器的输入频率为单独20kHz,4个软件高速计数器的输入频率为总和5kHz。

(3) 单机支持4轴高速脉冲数出,最大输出频率为20kHz。

(4) 单机支持16点 中断输入,本体的输入点具有信号捕捉功能。

(5) 全系列具有20k步的程序容量。

系统结构图:

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依照具体IO分布,各个部可选用32点~60点的MA高功能型PLC主机,本体即可解决高速计数器以及通讯口个数的要求。

2.2硬件配置

设备的控核心为永宏FBs-24MA主机五台,FBs-CB5通讯扩张模块5个,该主机配有14点输入和10点输出,自带一个RS232通讯口,通过加FBs-CB5通讯模块实现5台PLC的组网,使用永宏高速联机协议可以达到921.6Kbps,实现设备数据的高速共享。

2.3工艺简介

模切机的工作原理是利用钢刀、钢线(或钢板雕刻成的模版),通过压印版施加一定的压力,将印品或纸板轧切成一定形状。若是将整个印品压切成单个图形产品称作模切;若是利用钢线在印品上压出痕迹或者留下弯折的槽痕称作压痕;如果利用阴阳两块模板,在印品表面压印出具有立体效果的图案称为凸凹压印,以上可以统称为模切技术。

印刷开槽模切机就是模切机的其中一种,它将多色印刷,开槽压痕,模切成形的功能集于一身,用于纸品包装行业中的商标、纸盒、贺卡等的模切、压痕和冷压凸作业,是包装加工成型的重要设备。

2.4一般模型

印刷开槽模切机一般由以下几个部分组成,

(1) 送纸部:电控部分采用PLC、触摸屏和变频器。操作员可在触摸屏设定纸张的长、宽等相关数据,调整前挡板、侧挡板的位置,使得后续的各部定位准确,取得良好的印刷、模切效果。

(2) 印刷部:由多个单色印刷部组成,均采用PLC与触摸屏控制。彩色原稿经过电子分色制版成反面图像,然后通过印刷机进行印刷,将水墨从印刷机网纹辊上转移到印刷版上,再将水墨从印刷版上转移到瓦楞纸板上。通过套色、叠色得到正面的图像,实现原稿样箱的复制。在触摸屏上可以调整印刷位置,印压滚筒的深度等。

(3) 开槽部:对印刷好的纸板进行压线开槽的工序。各刀具的位置通过触控画面可调。

(4) 模切部:模切的相位可通过触摸屏调整设定,由PLC程序控制,配合高速脉冲计数,取得精准的开模效果。

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工艺流程图

2.5软件设计

程序部分:

(1) 主机具备4个20kHz的硬件高速计数器(HHSC)和4个频率总和为5kHz的软件高速计数器(SHSC),无需另加高速计数模块即可满足系统需求。软件高速计数器支持U/D,P/R,A/B三种计数模式,硬件高速计数器更是支持U/D*2, P/R*2, A/B*2,A/B*3, A/B*4,共计8种计数模式。

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(2) 永宏PLC通过通讯口port2,可实现主机之间的高速CPU Link。高速联机

时,最高Baud Rate 为921.6Kbps,最低为38.4Kbps(可调);Data Bit 固定为8-bit;数据以原始码(也就是数据本身的二进制码)传输(比ASCII Code 快一倍);错误检验方法采用比Checksum 方式稳定可靠的CRC-16。

高速联机的数据传输理念是以COMMON DATA MEMORY 观念来设计,每站最多支配32word长度的资料区域。例如主站将R0~R31 的内容送出,则所有从站PLC 的R0~R31 的内容都会与主站相同;2 号从PLC 将R32~R47 中内容送出,则主站及其它从PLC 的R32~R47 的内容都会与2 号站相同,依次类推。

主需要在主站调用FUN151指令,并添加通讯命令,如下图所示,即可方便完成通讯功能。而不需要在每一站分别写通讯命令,轮流占用信号传输通道,有着显著的优越性。

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(3) 通过通讯口port1~port4的任意一个,都可以使永宏PLC作为主站,与外围设备通过Modbus协议进行通讯。同样是通过“;功能指令 表格”;的形式,FUN150.M_BUS指令可轻易实现PLC对变频器的通讯控制,简单显示如下:

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三、设备调试

该设备的技术难点在于如何保证各台PLC的动作状态及完成标志进行共享。在调试时,进行依次调试。先确保动作安全,保证各单元组之间的相互配合。

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3.1 实施效果

在完成系统改造后,使设备的控制得到更人性化的操作,提高了自动化。

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图4-1 整体设备图

3.2 应用体会

永宏FB s系列主机性能卓越、可靠稳定、操作简便的特点在此案例中得到深刻的体会。FB s系列PLC以永宏自行研发的SOC为核心,整合中央处理器(CPU)、硬件逻辑处理器(HLS)、高速通讯口、高速计数器/高速计时器,NC定位等为一体,速度更快,稳定性更强。Win Pro ladder编程软件,通过表格的形式配置通讯、高速计数、脉冲输出等功能,操作更方便、快捷。

四总结

综上可见,永宏PLC在印刷开槽模切机的应用中,有着令人信服的性能表现。依靠其出色的品质与高性价比,永宏PLC在该行业中得到越来越多厂商的认可。时下,随着生产自动化水平的提高,以及行业竞争的激烈,永宏PLC的优势将日益显著。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (3/14/2013)
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