印刷设备的电气控制系统是整台印刷机里的一个重要的地方, 这个地方非常关键, 直接影响了印刷的质量准不准, 机器跑得快不快, 还有这个机器能用多久。
这样一个完整的系统包含了五个部分, 第一个部分是PLC主控, 第二个部分是变频或者伺服驱动, 第三个部分是传感器检测网络, 第四个部分是人机界面, 也就是咱们说的HMI, 第五个部分是通信总线。
这几个部分一起工作, 一起来完成一些很重要的工艺任务, 这些任务里包括了控制印刷的速度, 对印刷的颜色进行套准补偿, 还有调节墨键的墨量。
系统核心组成
主控设备用的是可编程逻辑控制器, 常见的型号有西门子的S7-1200、S7-1500系列或者是三菱的Q系列机器。这些机器主要负责计算逻辑指令, 保存各种参数信息, 同时还要负责协调多个轴之间的通信工作。
这项内容讲的是变频技术和伺服驱动技术, 它们负责控制主要传动电机的转速以及输出扭矩的大小, 这个电机是用来带动印刷滚筒还有输纸机构工作的, 其中对于速度的闭环控制精度能够达到正负百分之零点零一这样一个水平。
传感器检测的部分是这样搞的, 光电传感器负责把纸张的位置给定位出来, 旋转编码器负责把滚筒的绝对角度反馈回去, 色标传感器参与构成套准闭环回路。
人机界面方面, 操作人员可以通过尺寸不小于7寸的触摸屏来设定印刷速度、油墨用量、印刷色序之类的工艺参数, 同时进行实时监控以了解设备的运行状态。
在通信总线这里, 是采用PROFINET或者是EtherNet/IP这种协议的，用来完成PLC还有各种分布式的I/O模块之间的互动的。这样子的互动, 能够实现毫秒级的、真实情况下的数据交流。
常见故障与排查方法
1. 先去看看那个色标传感器的镜面脏没脏, 或者看看它装的位置对不对, 然后得确定那个编码器发出的信号波形里头, 没有丢脉冲的情况发生, 最后再去看一下那台机器里PLC程序里面的套准补偿参数, 是不是被人不小心给改错了。
2. 如果主电机出现异响或者过热的情况, 那就需要去核对一下变频器输出的频率还有转矩参数是不是和电机铭牌上写的额定值相匹配。此外还应该去检查一下传动链条是不是张紧度不合适, 以及轴承是不是出现了磨损的情况。
3. 这种间歇性的停机报警的情况, 大多数是因为在急停回路里面某个继电器的触点发生了氧化问题, 也有可能是安全门旁边的微动开关出现了接触不良的小毛病, 所以我们应当一点一点地、一段接一段地去检查整个电路回路中的通断状态到底正常不正常。
4. HMI无响应或者死机, 这时候要去检查一下PLC和HMI这两个设备之间用来通信的线缆, 比如说是RS-485线或者是工业以太网线, 到底有没有出现松动的情况, 还有外皮是不是破损了, 同时也要确认一下这两方设备的固件版本是不是已经匹配好了。
5. 如果发现墨辊不转, 或者转速异常, 大家就要去看一下对应的伺服驱动器面板上面显示的故障代码, 然后通过排查来弄明白是不是力矩限幅的设置有问题, 还有编码器的反馈线路是否出现了断路的情况。
排查工作的原则是把外面的因素放在前面处理, 把里面的因素放在后面处理, 先检查软件方面的情况, 然后再去检查硬件方面的问题。大家需要先看清楚报警代码是什么, 再看看现场的状况到底怎么样。
接着要去查看外部的接线有没有问题, 也要查看外部的元件有没有损坏, 只有把前面的内容都确认好了, 才最后进入到PLC程序层面来进行查找故障。
如果想获取更多的故障码对照表, 也想了解典型的排查案例相关内容, 可以去访问网页地址 www.lingheal.com , 在这个网站上发布的有关印刷设备电气控制的技术资料里面找到补充参考信息。
日常维护周期
在每个班次都要把清洁色标传感器的镜片给擦干净, 并且要用眼睛看一看各路接线端子有没有出现松脱或者发热变色的情况。
每个月的时候, 都要去清理变频器的那个散热风扇以及进风口处的过滤网。另外还要使用兆欧表来测量主回路的绝缘电阻值, 并且这个测试的结果要满足标准的要求, 也就是说数值必须大于或者等于1 MΩ。
每季度要把PLC背板和I/O模块上面的螺丝拧紧印刷设备电气控制印刷设备电气控制杭州市上城区明德公益事业发展中心，然后把控制程序完整地备份保存到独立的存储媒体中去。
每年都要对伺服电机的绕组绝缘耐压测试进行一次, 校准编码器的机械零点, 验证急停回路动作响应时间是否符合安全标准。
补充说明
现在的国内印刷设备正在加快速度升级, 往那种完全伺服控制加上用物联网技术远程诊断机器故障的方向发展。
新出的机型已经能够支持安装4G或者5G模块了, 通过这些模块把机器运转时候产生的振动数据、温度数据以及电流数据上传到一个专门的云端平台上面, 这样就可以实现预测性维护的功能了, 进而有效减少机器非计划内停机的时间。可是不管那个控制系统的架构是怎么一直往上发展的。
上面说的那套基础的维修保养的逻辑。还有那些排查故障的那些办法。还是管着设备能不能长期都在那种稳稳当当, 不坏的状态下面运行。这个是最核心的那些个技术活是这些人的。所以建议那些管设备维修保养的人员应该按照一定的时间周期去做这些事儿。而且还要不停地去更新自己脑子里的那些知识和存储的信息。
