广州博玮伺服科技BWS追剪伺服系统在七电机型凹印机上的应用

1.引言

　　凹版印刷机，简称凹印机，又称凹版机。是将雕刻在印刷滚筒表面的凹陷图文浸没在油墨槽里转动，用特制的刮墨刀将印版空白部分的油墨刮净，然后在压力的作用下将图文部分的油墨转移到承印物上来完成印刷。具有层次丰富、色泽鲜明，适用的介质多（如薄膜、纸张等），适应范围广泛，耐印性好、印速高等特点，深受业内青睐。根据颜色的分类，可分为单色凹版机和多色凹版机。凹印机对同步与张力控制的稳定性和控制精度要求较高。

2.传统凹版机的控制方案组成与缺陷：

　　2.1组成：传统的七电机型凹印机控制系统是由PLC基本单元、模拟量模块、通用矢量变频器以及触摸屏组成。

　　2.2缺点：以上的方案是目前较为传统的控制方式，所有的控制集中在PLC来完成，变频器仅起驱动作用。

　　它虽然也能达到较好的控制效果，但是还是存在以下不足：

　　1） 由于张力的控制通过PLC的PID运算后再输出相应的模拟量给变频器，运算的程序量较大，而这部分扫描处理时间往往达到甚至超过30ms的时间，再输出到变频器就会有些响应滞后，影响了其控制精度;

　　2） 由于变频器调速时接收的信号是0-10V的模拟量弱电信号，容易受到变频器本身或外围所致的信号干扰;

　　3） 系统中因需要数个模拟量模块，导致成本增加，系统变得复杂化。

3.追剪伺服控制方案

　　以下结合东莞某印刷机械公司在七电机型凹版机的成功应用经验，克服以上传统方案的缺点，总结追剪伺服在同步与张力控制中的整体解决方案。

　　3.1系统配置：

　　BWS追剪伺服驱动器不仅具有变频驱动的常规功能，还集成了智能控制技术。使变频器同时具备张力与同步的运算控制功能。系统由PLC基本单元、BWS-BBF追剪伺服驱动器与触摸屏组成。

　　3.2方案优点：

　　1）同步控制与张力的运算全部集中在追剪伺服驱动器里完成，PLC仅完成系统的逻辑控制与通讯。这样同步与张力的控制无须经过PLC运算的中间环节就可直接运算输出，响应速度与精度比传统方案的要高。

　　2）系统所需的参数设置如放卷初径、印刷辊外径，均通过PLC的一个晶体管脉冲输出信号，所发送脉冲数量为相关参数的设定值，发送完成后追剪伺服驱动器有一个应答输出到PLC当中。这样即可完成PLC与变频之间信号发送与接收，程序简单。

　　3）省去PLC控制所需的模拟量模块，不但节省成本，系统的硬件与软件变得简易化，可靠性增强。

　　4）系统的维护变得更加简易与方便。

　　3.3七电机型凹版机的工艺控制流程：

　　七电机型凹版机是全自动凹版印刷机的主流产品，具有自动切料、接料的特点。它是由主机、前牵引、后牵引、双收卷与双放卷电机构成。印刷部分在主机部分完成。收料或收料切换在收卷部分完成，放料或放料切换在放卷部分完成。张力大小的设定一般是通过调节摆杆的气压来实现。

　　3.4凹印机系统控制接线图：

　　3.4.1 PLC接线图：

　　3.4.2变频控制接线图：

　　3.5工作过程说明：

　　系统启动后，主机为零速，伺服的零速张紧功能起作用，可令各环节的摆杆处于平衡位置状态。此时通过加减速按钮来增加或减少主机的速度，主机速度通过模拟量输出口AO作为放卷、前牵引、后牵引与收卷变频AI1的公共速度输入信号的同步给定，各伺服AI2的摆杆平衡位置作为张力给定信号，摆杆的摆动变化作为张力反馈信号，形成张力闭环反馈的速度控制。双收卷与双放卷一般都是只有一个在运行的，当前是哪个运行由PLC选定控制，放卷只有在换卷时，两个放卷变频才同时工作，收卷也如此。放卷或收卷伺服的速度除了跟主机速度大小有关外，还与当前的卷径大小有关。这样既可以实现速度的同步控制，又可以实现张力的恒定。

　　关于脉冲通讯：

　　以上系统运行前，先通过触摸屏设定相关的印版外径、放卷的初径。由于所采用的PLC是晶体管输出型的，PLC可通过YO的脉冲输出通道，发送3K以内不同脉冲频率的脉冲数到追剪伺服驱动器的高速脉冲输入口中，相关变频所设置接收脉冲频率不一样，这样变频就可接收到PLC发来的相应脉冲频率的脉冲数作为相关参数的给定。这些参数以及计长、翻转预设参数等，均可通过触摸屏进行设定。

　　3.6调试过程与参数设置：

　　1.装好编码器，断开电机负载。

　　2.电机参数设置

　　（1）根据电机铭牌参数设定到P2组相关参数当中;:

　　（2）进行参数自学习过程：将P0.17设成1，显示“RUN-0”，再按键盘“RUN” 键，电机自动运转，待键盘重新闪烁显示频率值时，参数自学习完成。

　　（3）用键盘起动，有编码器的请将P0.00设成1,编码器线数输入P3.10,修改P0.10频率值，观察零速0.00Hz，低速0.50Hz，中速20.0Hz，高速（最大频率值）时电机运转是否正常，运行电流是否平稳，如果不正常请重新进行参数自学习。

　　3.设置以下各项参数。

　　（1）.主机

　　（2）.前牵引、后牵引：

　　（3）.收卷

　　（4）.放卷

　　3.7常见问题与处理技巧：

　　3.7.1、张力过松或过紧：

　　调节各摆杆气缸的气压。不同材料应设置不同的气压大小。调整时可通过摇动摆杆力量的大小来设定气压。

　　3.7.2收放卷初始运行时状态不稳定或主机部分张力异常：

　　观察触摸屏上放卷的初径设定、主机所换上的印刷辊外径设定是否准确、收卷在手动卸料时是否卷径清零。

　　3.7.3追剪伺服驱动器在低频工作时抖动，电流波动较大：

　　检查追剪伺服驱动器参数自学习是否正确，编码器安装与工作是否正常，其屏蔽线是否接地。