讨教变频器在印刷机上的应用案例 点击：5020 | 回复：32
发表于：2007-01-17 21:28:00
9楼
基于高速现场总线和汇川变频器的
7电机凹版印刷机控制系统（经济型）
一：概述:
7电机凹版印刷机是国内比较成熟的彩色凹版印刷系统。机械结构上的组成基本包含以下部分：
1：A/B双轴不停机换料的放卷架
2：A/B双轴不停机换料的收卷架
3：主牵引电机驱动的各组印刷辊
4：引出和引入材料的装置。
系统A/B收卷，各使用马达一台，A/B收卷，各使用马达一台，主牵引驱动的各组印辊，使用马达一台，前后牵引，各使用马达一台。系统共需要马达7台。故习惯被称之为7电机凹版印刷机。 典型的系统结构示意如图1
二：7电机凹版印刷机系统的发展现状和趋势
从技术角度来看，机械制造水准和电气控制技术主导着印刷技术的发展，机械制造水准越来越高，机加工精度超精细化发展，而电气控制技术随着电子技术的发展而与日新月异，工业自动化网络和总线技术得到越来越广泛的应用，一些原来由机械保证的控制对象（例如套准，检验）慢慢的被电气取代（如机器视觉系统检测缺陷，电子轴传动套准等），机器的整体速度也得到了很大的提高。
因此，如何制造具有高度控制自动化，管理自动化，操作维护方便，具有个性差异化的产品就显得很重要，这样可以避免产品的同质化竞争。从这点来看，电气控制的突破往往比机械制造上的突破来的更加容易。
三：传统的7电机凹版控制系统
传统的控制系统中，PLC系统完成主要的逻辑运算，完成张力闭环控制，各传动点的张力控制指令（力矩或速度）都依赖PLC的AD/DA扩展模块来完成，人机界面或工业PC来完成参数数据的输入输出和监视。
四：新型的7电机印刷机控制系统（具有明显差异化的经济型系统）
A：PROFIBUS-DP总线的网络结构示意
如上图所示：
系统采用了两种通讯方式，PROFIBUS-DP国际标准总线和MPI通讯总线。
PROFIBUS是一种开放的总线，由SIEMENS倡导，13家企业和5家研究机构支持，到现在已经发展成为国际标准，并在92年被中国采纳为国家标准。
PROFIBUS-DP被广泛采用，有以下的原因：
1：开放性：任何支持DP标准的第三方设备，均可被挂到总线上，这样，使工厂的自动化孤岛，有可能通过这个总线被全部连接到一起。
2：实时性：PROFIBUS-DP由于采用高速芯片封装协议，具有最高12M BPS的通讯速度，与普通的通讯最高38。4K相比，具有无可比拟的优势。
3：极高的可靠性：PROFIBUS DP采用的令牌传递方式，即使有网络站点出现故障，网络仍然可以可靠运行，并报告错误。普通的通讯需要自己诊断通讯错误。
4：省配线，简化维护工作：DP总线采用2芯5类电缆，所有的站点只需依赖这两条线，即可得到完全的控制，使得很多的I/O信号不需要再连接到现场设备，使控制柜变得简洁，并额外省去复杂的接线。
深圳汇川变频器是目前国内唯一可以挂到PROFIBUS总线的变频器，这种技术意味着深圳汇川技术又向国际化迈进了重要的一步
B：在基于PROFIBUS-DP总线的系统中，7电机凹版印刷机系统的处理流程如下：
如图所示意：
1：PLC控制系统完成版径的改变和输入；并负责将数据通过PROFIBUS-DP总线输入到变频器；
2：PLC完成自动换卷的逻辑控制，换卷的数据处理由变频器自动完成；
3：PLC完成整线的速度控制，故障处理逻辑
4：变频器完成所有的张力闭环控制，自动平衡浮动辊的位置。
5：PLC通过PROFIBUS-DP总线和变频器可以交换所有的数据
6：PLC可以通过PROFIBUS-DP总线从变频器侧取回所有张力段的张力值，并且可以自由调整；
7：所有PLC到变频器的连线，已经不再需要复杂的I/O配线，只需要一段适当长度的网络电缆即可完成所有的工作。
8：由于采用了通用的PROFIBUS-DP总线技术，使得分布在车间的所有机器互联成为可能。在一些大型工厂，往往需要一个中央控制室，需要对生产车间进行任务调度，自动生产报表，品质检测报表，机器故障率，形成数据库供历史记录查询等各种分析管理数据，使得管理自动化成为可能；
9：可以在人机上任意修改所有变频器的参数
五：成本的估算和传统机器的比较
A：成本估算：
1： SIEMENS S7300 CPU313C-2DP （自带16DI/16DO） 1个
2： SIEMENS S7300扩展模块 16DI 1个
3： SIEMENS S7300扩展模块 8DI/8DO 1个
4： SIEMENS PS307 5A 电源 5A电源 1个
5： RAIL安装导轨 480MM 1个
6： 端子连接器 20PIN 2个
40PIN 1个
7： PROFIBUS-DP总线连接器 9针专用 8个
8： PROFIBUS-DP专用电缆 紫色专用 50米
9： 深圳汇川变频器 MD320张力控制 3台
10：深圳汇川变频器 MD330张力收卷控制（内置PG） 4台
11：深圳汇川变频器 MD320闭环PG卡 3个
12：深圳汇川变频器 PROFIBUS-DP高速卡 7个
13：SIEMENS 10‘全彩人机 TP270-10 1台
14：工控机（可选） 1台
15：其他的控制附件 如继电器，低压电器等 若干
可以很明显的看出，机器仍然保持了高端的控制特性（高精度的张力控制要求），而且比原有的控
制系统具有高度的可扩充性，使得系统有着明显的生产自动化，管理自动化的特性。
7电机凹版印刷机控制系统（经济型）
一：概述:
7电机凹版印刷机是国内比较成熟的彩色凹版印刷系统。机械结构上的组成基本包含以下部分：
1：A/B双轴不停机换料的放卷架
2：A/B双轴不停机换料的收卷架
3：主牵引电机驱动的各组印刷辊
4：引出和引入材料的装置。
系统A/B收卷，各使用马达一台，A/B收卷，各使用马达一台，主牵引驱动的各组印辊，使用马达一台，前后牵引，各使用马达一台。系统共需要马达7台。故习惯被称之为7电机凹版印刷机。 典型的系统结构示意如图1
二：7电机凹版印刷机系统的发展现状和趋势
从技术角度来看，机械制造水准和电气控制技术主导着印刷技术的发展，机械制造水准越来越高，机加工精度超精细化发展，而电气控制技术随着电子技术的发展而与日新月异，工业自动化网络和总线技术得到越来越广泛的应用，一些原来由机械保证的控制对象（例如套准，检验）慢慢的被电气取代（如机器视觉系统检测缺陷，电子轴传动套准等），机器的整体速度也得到了很大的提高。
因此，如何制造具有高度控制自动化，管理自动化，操作维护方便，具有个性差异化的产品就显得很重要，这样可以避免产品的同质化竞争。从这点来看，电气控制的突破往往比机械制造上的突破来的更加容易。
三：传统的7电机凹版控制系统
传统的控制系统中，PLC系统完成主要的逻辑运算，完成张力闭环控制，各传动点的张力控制指令（力矩或速度）都依赖PLC的AD/DA扩展模块来完成，人机界面或工业PC来完成参数数据的输入输出和监视。
四：新型的7电机印刷机控制系统（具有明显差异化的经济型系统）
A：PROFIBUS-DP总线的网络结构示意
如上图所示：
系统采用了两种通讯方式，PROFIBUS-DP国际标准总线和MPI通讯总线。
PROFIBUS是一种开放的总线，由SIEMENS倡导，13家企业和5家研究机构支持，到现在已经发展成为国际标准，并在92年被中国采纳为国家标准。
PROFIBUS-DP被广泛采用，有以下的原因：
1：开放性：任何支持DP标准的第三方设备，均可被挂到总线上，这样，使工厂的自动化孤岛，有可能通过这个总线被全部连接到一起。
2：实时性：PROFIBUS-DP由于采用高速芯片封装协议，具有最高12M BPS的通讯速度，与普通的通讯最高38。4K相比，具有无可比拟的优势。
3：极高的可靠性：PROFIBUS DP采用的令牌传递方式，即使有网络站点出现故障，网络仍然可以可靠运行，并报告错误。普通的通讯需要自己诊断通讯错误。
4：省配线，简化维护工作：DP总线采用2芯5类电缆，所有的站点只需依赖这两条线，即可得到完全的控制，使得很多的I/O信号不需要再连接到现场设备，使控制柜变得简洁，并额外省去复杂的接线。
深圳汇川变频器是目前国内唯一可以挂到PROFIBUS总线的变频器，这种技术意味着深圳汇川技术又向国际化迈进了重要的一步
B：在基于PROFIBUS-DP总线的系统中，7电机凹版印刷机系统的处理流程如下：
如图所示意：
1：PLC控制系统完成版径的改变和输入；并负责将数据通过PROFIBUS-DP总线输入到变频器；
2：PLC完成自动换卷的逻辑控制，换卷的数据处理由变频器自动完成；
3：PLC完成整线的速度控制，故障处理逻辑
4：变频器完成所有的张力闭环控制，自动平衡浮动辊的位置。
5：PLC通过PROFIBUS-DP总线和变频器可以交换所有的数据
6：PLC可以通过PROFIBUS-DP总线从变频器侧取回所有张力段的张力值，并且可以自由调整；
7：所有PLC到变频器的连线，已经不再需要复杂的I/O配线，只需要一段适当长度的网络电缆即可完成所有的工作。
8：由于采用了通用的PROFIBUS-DP总线技术，使得分布在车间的所有机器互联成为可能。在一些大型工厂，往往需要一个中央控制室，需要对生产车间进行任务调度，自动生产报表，品质检测报表，机器故障率，形成数据库供历史记录查询等各种分析管理数据，使得管理自动化成为可能；
9：可以在人机上任意修改所有变频器的参数
五：成本的估算和传统机器的比较
A：成本估算：
1： SIEMENS S7300 CPU313C-2DP （自带16DI/16DO） 1个
2： SIEMENS S7300扩展模块 16DI 1个
3： SIEMENS S7300扩展模块 8DI/8DO 1个
4： SIEMENS PS307 5A 电源 5A电源 1个
5： RAIL安装导轨 480MM 1个
6： 端子连接器 20PIN 2个
40PIN 1个
7： PROFIBUS-DP总线连接器 9针专用 8个
8： PROFIBUS-DP专用电缆 紫色专用 50米
9： 深圳汇川变频器 MD320张力控制 3台
10：深圳汇川变频器 MD330张力收卷控制（内置PG） 4台
11：深圳汇川变频器 MD320闭环PG卡 3个
12：深圳汇川变频器 PROFIBUS-DP高速卡 7个
13：SIEMENS 10‘全彩人机 TP270-10 1台
14：工控机（可选） 1台
15：其他的控制附件 如继电器，低压电器等 若干
可以很明显的看出，机器仍然保持了高端的控制特性（高精度的张力控制要求），而且比原有的控
制系统具有高度的可扩充性，使得系统有着明显的生产自动化，管理自动化的特性。
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