永宏PLC在全伺服高速印刷机上的应用

永宏PLC在全伺服高速印刷机上的应用

FATEKPLC application in full servo high-speed printing machine.

刘绍宗

台湾永宏电机·上海范堤商贸·厦门永陞科技

摘要：本文主要阐述了永宏PLC在全伺服高速印刷机上的应用；此套设备主要还是应用于纸箱包装；纸箱包装是包装工业产品的种类最多。纸箱是运输包装的主要形式，并广泛应用于纸箱，食品，医药，电子，和其他产品的销售包装。运输纸盒改造的方法和营销手段的变化，纸盒的样式日趋多样化，几乎每一种新的非标纸箱都伴随着一套出来的自动化设备;造型新颖框本身，也成为商品的促销手段。

关键词：永宏PLC；全伺服；高速印刷；瓦楞纸

     Abstract:This paper mainlyexpounds the application of the permanent macro PLC in the full servohigh-speed printing machine; the equipment is mainly used in carton packaging;the carton packaging is the most kinds of packaging industrial products. Cartonis the main form of transport packaging, and is widely used in the carton,food, medicine, electronics, and other products sales packaging. Shippingcarton transformation of the ways and means of marketing changes, tray stylediversification, almost every a new non-standard cartons are accompanied by aset of automation equipment; novelty frame itself, has also become a commercialpromotions.

     Key words: FATEK PLC; Full-Servo

1、 行业介绍

  纸箱印刷机是能够将所需的文字、图案及其它信息印至纸箱箱体表面的印刷设备，它一般包括装版、涂墨、压印、输纸等工艺流程。纸箱印刷一般有单一印刷、印刷带开槽/模切、印刷开槽/模切、粘箱及联动生产线等。

 纸箱印刷机在工作时先将要印刷的文字和图像制成印版，装在印刷机上，然后由人操作印刷机把墨均匀涂敷于印版上有文字和图像的地方，再直接或间接地转印到瓦楞纸板或纸箱上，从而复制出与印版相同的印刷复制品。

2、 系统设计方案

2.1 方案背景

  纸箱印刷机机目前市场上使用的控制系统方案为PLC+HMI+变频器或者单片机+文本；其中PLC使用最多的品牌是台达、丰炜和欧姆龙；HMI使用最多的品牌是昆仑通态和显控。而永宏PLC系统相对于其他品牌最大的优势就是高速联机，一种基于内部硬件的快速通讯手段，大大提高了设备反应，减少线槽走线；而对于一台高端系统一套完善的伺服动力系统才是设备的关键；

2.2工艺流程：

3、 系统硬件设计

3.1 硬件配置

  全伺服高速印刷机由14台FBs-PLC构成整个设备控制系统，然后再有16台博世力士乐伺服作为设备的动力系统；同时通过每个PLC装有永宏FBs-CB5通讯板建立高速联机，实现设备的整体性；配有1块十寸主触摸屏和14块7寸单组触摸屏实现设备的直观控制；再有一些外部设备（包括编码器、执行机构、按钮、指示灯和蜂鸣器等）组成。

4、系统软件设计

4.1功能详细介绍

4.1.1多达8路路高速计数功能优势的体现

  此套设备作为印刷机行业的佼佼者，全系统编码器位置反馈是必不可少的，尤其是在主机上面体现的更为淋漓尽致，主要是前缘送纸的左右前后纸箱挡板控制再有前齐纸挡板的控制,以及风箱的上下调整等，同时使用到7路高速计数，将永宏丰富的高速计数口体现到了极致；而且，每一印刷组上均具有风箱的上下调整、印刷板的左右横移、网纹压线的松紧度等都使用到了高速计数功能；在此套高档次的设备中永宏的高速计数功能得到的最大优势的体现

4.1.2设备的高速前后同时远距离操作响应（永宏PLC业界独有基于485通讯的高速联机功能）

  对于一套大型设备，一个实时的 操作响应是很重要的，对于整套设备的博士力士乐伺服动力系统，设备采用的是以太网形式的高速控制；而对于点位的控制必须通过PLC机构进行传输，诸如以前的线槽走线式解决方案，早已落伍，而且成本消耗大，后期维护麻烦，设备安装费时费力等；同时高达14台PLC的高速联机，也是对于整套系统的一个考验，而前后设备走线距离达到60米的前提下，依旧快速响应，达到几乎无觉察式延时；同时提升了系统的可靠性（相位控制、报警反馈、数据显示等）

4.1.3主机转速实时控制的红外线干燥系统

  在二级烘干散热部分，采用高端的红外线烘干系统，整套系统与永宏PLC经由模拟量进行控制，来实时进行加热温度的调控，到达比例加热，不浪费能源，并且避免由于速度过慢导致的纸板在内部变形；而且由于红外线干燥的快速性，使纸板干燥更加彻底，避免模切完毕而干燥不彻底导致的次品的产生；由于此套设备是UV油印刷设备，使用红外线干燥可以大大提高产品的色泽度等，使成品更加美观；

4.1.4基于自由协议通讯的LED显示屏显示

  通过FUN151指令与LED显示屏做自由通讯；主机反馈的主机转速经由PLC高速联机将数据实时发送到距离LED显示屏最近的PLC上，然后再经过永宏PLC自由通讯端口，进行高速实时显示；因此与LED屏做通讯的PLC则需要选用CB55，PORT2做高速联机，PORT1做自由通讯；而且永宏151指令简单的报文书写格式为实时修改提供便利；

4.1.5通过触摸屏实现PLC与伺服系统的数据交换

  考虑到设备的自动控制系统与伺服系统是相互独立，而同时都需要经由触摸屏做数据显示设定等处理，因此通过触摸屏做脚本等方式来进行数据交换，控制系统与伺服系统联系起来，提高产品的整体性；

4.1.6完善的报警机制

  对于纸箱印刷，而且带有烘干系统，因此良好的报警机制是非常必要的，其中包括伺服运行报警、变频器运行报警、塞纸报警、缺墨报警等，这些提高了设备的稳定性；而且所有报警相互联系，一组报警设备停机，避免事故的发生；而且每一组带有报警机制三色灯显示，通过不同的闪灯方式来反馈不同的报警类型；

5、产品分布

5．1生产地域分布

  瓦楞纸机械在分布上还是主要集中在沿海地区，相对于最近几年国内的混乱，大多数厂家更偏向于做外贸经济；而对于分布上主要还是集中在长三角、珠三角以及京津冀等地；

5．1使用行业分布

  而对于行业分布上来说，由于现在物品运输的普遍性，纸箱包装作为最主要的一种包装方式，几乎应用在每一个行业，诸如食品、玩具、电子等等，市场相当普遍；

6、瓦楞纸生产设备行业发展趋势

  高档瓦楞纸板生产线是国内必然趋势，纸箱机械设备制造业今后方向是减少普通瓦线,发展中高档瓦线。三层瓦线和五层普通瓦线属于低档产品,由于速度慢、质量差、档次低不能满足市场需求,限制纸箱企业的发展。有些企业的普通瓦线使用时间过长、设备老化必须更新中 高档瓦线,当然有些中小型企业由于经济条件和销售额限制,为发展生产暂时只能购置普通型瓦楞线。另外对不同地区也要区别对待。

纸箱包装发达省市,如广东、江苏、浙江、上海等地区基本上都适宜上高档次线。而西部地区经济落后,包装业也相对落后,个别省还没有瓦 线,依赖单机和单面机生产纸箱,西部地区有的省市没有几条生产线,把普通型瓦线当成"宝",还有发展的空间。所以,普通型瓦 线还适应中小型纸箱企业和经济落后的西部地区,不能淘汰。但是,作为机械制造企业的目标,应面向纸箱包装达地区、开发新一代高档、 高速、高质、高敏族自在箱就搬设备,纸箱机械也要向高科科技含量发展。

国内工内纸箱机械与国际上先进的国家相比还有较大差距,如 与美国、德国、日本、意大利等国差距很大，设备价格差距更大。与我国台湾地区也有差距。目前台湾地区箱机械设备制造厂到内地各省市办企业,要同国内纸箱机械设备企业竞争,占领国内市场,台湾机械设备价格较低,只比国内同类产品高30-50%,容易被纸箱企业接受。迫使国内纸箱机械行业进-步提高产品质量和向"四高一宽方向发展,必须赶上台湾,再向国际先进靠拢。

7、结论（实施结果）

  通过现场调试，全伺服高速印刷机系统运行稳定，此套设备几乎涵盖了印刷行业能包括的几乎所有功能，全程纸箱吸附，风箱调整、横向移动、网纹调节、送纸器全自动调节、自动洗墨、自动抬落板、整机报警、红外线干燥、UV油上光等等这些功能应有尽有；同时，机组之间通讯快速，操作低延时，大大提高了设备的稳定性和可靠性；再加上可靠地博世力士乐伺服动力系统，设备印刷效果达到了业界领先水平；而且设备的生产效率相对于传统的印刷设备提升了将近一倍左右。永宏PLC在此套系统中的可靠性，通讯快速性也得到了再次验证。

【参考文献】

[1] 永宏可编程控制器使用手册I 和使用手册II.台湾永宏电机股份有限公司

[2] 永宏PLC编程软件使用手册.台湾永宏电机股份有限公司

[3] 百度文库