項目簡介
北人印刷機械股份有限公司生產(chǎn)膠印機械己有近五十多年的歷史，是中國目前最大的膠印機制造商,，也是中國工業(yè)500強之一, 是國內(nèi)首批境外上市的九家企業(yè)之一,，擁有6個膠印機制造基地。北人的膠印機制造技術(shù)與國際先進技術(shù)緊密接軌,，擁有技術(shù)專利幾十項,，始終保持國內(nèi)膠印機技術(shù)的最高水平。
北人45A無軸塔式印報機由零速接紙機,，塔式印刷機組折頁機組成,，采用先進的無軸傳動技術(shù)，主要適用于印刷雙面彩色報紙,，印刷多版雙面彩報,、單套紅報紙。整個系統(tǒng)實現(xiàn)“即插即用”式組合,，可根據(jù)不同需要實現(xiàn)多種不同單元組合,，系統(tǒng)極具柔性。該印報機電控系統(tǒng)采用日本三菱可編程序控制器作為設(shè)備操作邏輯控制的主體,，采用德國Baumueller公司印刷機專用傳動控制系統(tǒng)進行無軸傳動控制,，上位監(jiān)控軟件采用 易控(INSPEC)組態(tài)軟件，軟件中的作業(yè)管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)可以根據(jù)作業(yè)的需要進行作業(yè)配置,、管理,，使得整個系統(tǒng)操作,、控制變得更加靈活，同時提供了大量調(diào)版控制,、水墨跟蹤等專用功能,。
系統(tǒng)構(gòu)成
整個系統(tǒng)由給紙機（俗稱紙架）、入紙張力,、印刷單元,、出紙張力、折頁機組構(gòu)成,。采用模塊化積木式設(shè)計,。即一條印刷生產(chǎn)線可以由若干給紙機、入紙張力,、印刷單元,、出紙張力、折頁機組成,。生產(chǎn)線上每一個折頁可以配置若干給紙機,、入紙張力、印刷單元,、出紙張力,，構(gòu)成一個Section。在進行印刷作業(yè)時,，不同Section中的給紙機,、入紙張力、印刷單元,、出紙張力可以相互借用,，也就是說每一張紙都可以進入任一折頁，使得報紙的版面,、版數(shù)可以任意變化,，充分提高系統(tǒng)的使用率。
為適應(yīng)Beiren45A的控制需求,，整個系統(tǒng)構(gòu)架分為傳動系統(tǒng),、PLC控制系統(tǒng)及上位人機交互管理系統(tǒng)。
傳動系統(tǒng)采用Baumueller印報機無軸傳動控制系統(tǒng),；
PLC采用三菱Q系列的可編程序控制器,；
上位監(jiān)控軟件采用易控(INSPEC)組態(tài)軟件。
Baumueller無軸傳動系統(tǒng)是一個非常成熟的傳動控制系統(tǒng),，這個系統(tǒng)為適應(yīng)印報的需求專門設(shè)計,。在性能上，通過高速編碼器采樣技術(shù),、加速傳感器檢測技術(shù)等使得系統(tǒng)在運行時具有同步性高,、電機運行噪音低等特點,。在功能上，內(nèi)置了印報機專用傳動管理軟件,?？梢苑奖愕貙崿F(xiàn)在線、離線,、跨Section組合等功能,。
Beiren45A多Section借用
在設(shè)計上，每個Section的傳動由一個折頁傳動單元及若干個印刷,、拉紙輥,、第二三角板等傳動單元組成。每個傳動單元由伺服控制器,、功率單元,、及伺服電機組成。對于每個Section伺服控制器,，由一個MDS及若干個MDC組成,，通過SERCOS總線自成體系。MDS作為主控制器,，通過Ethernet總線與PLC及上位系統(tǒng)進行通訊。MDS通過接收PLC及易控上位系統(tǒng)的指令數(shù)據(jù)對從屬于本Section的伺服控制器進行同步傳動控制,、從屬控制,、離合控制等，同時MDS還負責(zé)向PLC及上位系統(tǒng)報告速度,、溫度,、錯誤、故障等信息,。在Section之間,，不同Section之間的MDS通過第二SERCOS總線進行連接，這樣不同Section之間的印刷單元可以互相借用,。
三菱Q系列以中大規(guī)模系統(tǒng)為對象,，在大幅提高CPU模塊處理性能和程序寄存器容量的同時,，還提高了與網(wǎng)絡(luò)模塊,，編程用外圍設(shè)備之間數(shù)據(jù)通信的性能。在PLC硬件組成上,，以Q06H CPU為主控制CPU，安裝在主操作臺控制箱內(nèi),，通過CClink總線將本Section中H機組及折頁的QPLC聯(lián)系在一起,。除CClink以外,，安裝在主控PLC上的以太網(wǎng)模塊為Baumueller印刷機控制系統(tǒng)提供控制指令及獲取狀態(tài)信息，并與上位易控（INSPEC）軟件系統(tǒng)交互,。為適應(yīng)多Section操作,，主控PLC之間通過MELSEC H網(wǎng)絡(luò)實時交換數(shù)據(jù)?；贛C通訊協(xié)議，由CClink,、以太網(wǎng),、MELSEC H組成的立體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無縫連接,，數(shù)據(jù)交換流暢通順,。
印刷機組PLC通過CCLINK模塊與主操作臺連接,，對所屬的印刷機組進行靠版水墨及合壓的控制,、根據(jù)上位指令進行調(diào)版控制、根據(jù)水墨跟蹤曲線通過RS485對水墨變頻器進行控制,。另外在印刷機組PLC還同時連接了2個三菱F930GOT,，分別安裝裝在機組操作面的左右側(cè),，用于操作人員進行印前準備及印刷調(diào)整。
折頁單元的PLC也掛接到本Section的CClink網(wǎng)上,，除了進行本地控制之外,，還通過CClink網(wǎng)絡(luò)與主PLC進行信息交互。
上位人機交互管理系統(tǒng)使用易控(INSPEC)組態(tài)軟件,，安裝易控的IPC位于主操作臺,，通過以太網(wǎng)與本Section的三菱主PLC及MDS交互,。為適應(yīng)印報機特殊的工藝要求,，在易控(INSPEC)標準版的基礎(chǔ)上專門開發(fā)了作業(yè)管理等印刷專業(yè)功能組件,。這些專家控件的使用,，使Beiren45A達到了印報機的國際領(lǐng)先水平,。
系統(tǒng)特點
? 該系統(tǒng)采用全新的控制模式及系統(tǒng)理念，使得整個系統(tǒng)可以在機械上進行“即插即用”式的組合,，大大加強了系統(tǒng)組合柔性,。
? 三菱可編程序控制器為主體操作邏輯控制,，RS485通訊對水墨輥變頻器進行起停、速度控制及故障診斷,；
? CCLINK總線對整個系統(tǒng)進行鏈接,；MELSECNET/H網(wǎng)作為多Section系統(tǒng)鏈接，三菱工業(yè)以太網(wǎng)進行與上位IPC及Baumueller印刷機控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊,。
? 易控(INSPEC)組態(tài)控制軟件中的作業(yè)管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)可以根據(jù)作業(yè)的需要進行作業(yè)配置,、管理，使得整個系統(tǒng)操作,、控制變得更加靈活,。
軟件應(yīng)用
根據(jù)系統(tǒng)功能劃分為系統(tǒng)管理、通訊管理,、安全控制系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng),、傳動管理系統(tǒng)、水墨控制系統(tǒng),、離合壓系統(tǒng)、運行控制系統(tǒng),、診斷系統(tǒng),、幫助系統(tǒng)、紙路控制系統(tǒng),、套印控制系統(tǒng)等等。每個系統(tǒng)的軟件相互獨立,，方便管理及升級。
Beiren45A是一個組合非常靈活的產(chǎn)品,，整個系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需求靈活搭配,。最小系統(tǒng)為一個折頁配置一個H印刷單元，最大組合為六個折頁配置四十八個印刷塔,。用戶購買印刷設(shè)備時,，根據(jù)需要選擇設(shè)備的配置,。如一條生產(chǎn)線有多少個折頁,、多少個印刷機組,、是否要拉紙輥或雙三角板等都不同。在以往的編程方式中,，每一種的配置的程序均不一致,，為適應(yīng)用戶的需求設(shè)計人員必須為每一個客戶編制程序,，一方面影響設(shè)備周期，另外由于程序沒有經(jīng)過長期的考驗，出錯幾率較大,。另外當(dāng)用戶進行多Section應(yīng)用時,，因為印刷機組的相互借用,，在系統(tǒng)中存在大量的復(fù)雜邏輯互鎖,，使程序的復(fù)雜程度大大增加。
為滿足上述靈活生產(chǎn)組織及印刷靈活配置的需求,，利用易控(INSPEC)軟件開發(fā)的系統(tǒng)引用面向?qū)ο蟮木幊谭绞?，通過消息機制進行從屬邏輯判定，使得軟件的適應(yīng)能力大大加強,。
在應(yīng)對用戶設(shè)備配置方面，設(shè)備的大小不會導(dǎo)致程序的變化,。即插即用,，當(dāng)設(shè)備交付到用戶時,，調(diào)試人員僅僅通過觸摸屏設(shè)定設(shè)備的組成屬性，整個設(shè)備就能可靠工作,。
另外，在整個設(shè)備軟件中引入設(shè)備無關(guān)性的理念,。當(dāng)操作人員進行印刷作業(yè)時,，印刷工人無需關(guān)心哪一個印刷機組在印刷哪一版報紙,。當(dāng)需要進行水量,、墨量,、調(diào)版、調(diào)偏等印刷調(diào)節(jié)時,，操作人員僅僅需要進入相應(yīng)版面的屏幕窗口,，所有相關(guān)邏輯分配均由軟件完成,。
利用易控軟件實現(xiàn)的系統(tǒng)還具有如下獨特功能,，使得設(shè)備的自動化水平大大提高：
? 自動上版定位：當(dāng)操作人員進行裝卸版操作時,，按動上版定位按鈕,，印刷滾筒版口自動旋轉(zhuǎn)到操作位置,。
? 斷紙檢測自動投入：斷紙檢測根據(jù)印刷作業(yè)的要求自動投入或切斷，減少印刷人員的繁雜操作,。
? CIP4接口：在易控IPC軟件系統(tǒng)中的CIP4接口，為數(shù)字化印刷流程控制系統(tǒng)提供接口服務(wù),，設(shè)備根據(jù)工廠流程控制的工作票完成作業(yè)配置,，并根據(jù)要求將設(shè)備狀態(tài),、印刷報表等信息上傳至工廠管理系統(tǒng)。
? 故障診斷及幫助功能：在進行印刷作業(yè)時的各種警告,、故障等均可提供詳細的診斷及幫助信息,。當(dāng)設(shè)備保養(yǎng)期限到，系統(tǒng)將進行保養(yǎng)提示,，操作人員還可以通過屏幕查詢保養(yǎng)材料,、方法、步驟等具體措施,。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時,，操作人員可以直接通過IPC屏幕獲取故障的部位、現(xiàn)象及其處理方法,。方便操作人員及維護人員進行故障排除及設(shè)備維護,。
? 作業(yè)管理：根據(jù)報紙印刷的品種版面、數(shù)量的要求進行設(shè)備調(diào)用,、配置,、數(shù)據(jù)存儲、預(yù)置調(diào)用等操作,?；A(chǔ)數(shù)據(jù)來源可以來自CIP4系統(tǒng)或操作員站的人工輸入。通過作業(yè)管理系統(tǒng),，縮短了印刷作業(yè)的印前準備時間及印刷調(diào)節(jié)時間,，降低了產(chǎn)品的廢品率,。在激烈的競爭中，通過提高印刷的邊際效益,，為報紙印刷企業(yè)節(jié)省了大量的印刷成本,。對于印刷管理者來講，通過作業(yè)管理系統(tǒng)可以及時獲得生產(chǎn)狀態(tài)中的一手信息,，根據(jù)需要制定或修改生產(chǎn)作業(yè)管理策略,，提高設(shè)備的使用率及生產(chǎn)效率。
Beiren45A作業(yè)管理系統(tǒng)
? 套印控制：由易控軟件實現(xiàn)的套印控制系統(tǒng)改變了以往套印控制調(diào)節(jié)的模式,，在印刷過程中,，操作人員無需關(guān)心具體哪一個印刷塔的套印關(guān)系，僅僅需要按照報紙的版面頁進行調(diào)節(jié)設(shè)置,，系統(tǒng)將根據(jù)作業(yè)配置數(shù)據(jù)自動對應(yīng)到相應(yīng)印刷單元,，將數(shù)據(jù)下傳到相應(yīng)PLC的數(shù)據(jù)區(qū)。如果某個版面的目標調(diào)節(jié)量已經(jīng)大于可調(diào)節(jié)量,，系統(tǒng)將自動指派其它版面進行補充調(diào)節(jié),。大大地簡化了操作人員的操作。
Beiren45A套印控制系統(tǒng)
系統(tǒng)診斷：通過手冊文檔,、圖片及向?qū)Х绞綖椴僮魅藛T及維護人員提供診斷維護服務(wù),。通過實時報警、歷史報警功能為設(shè)備維修,、保養(yǎng)進行提示,。為管理者進行品質(zhì)追溯提供依據(jù)。
Beiren45A幫助系統(tǒng)
幫助系統(tǒng)
結(jié)束語
近幾年中國的印刷機械制造技術(shù)進步很快,，其進步的顯著標志就是印刷機械的控制部分及自動化水平明顯提高,，“易控(INSPEC)”在該領(lǐng)域的成功應(yīng)用成為推動該行業(yè)自動化水平提高的顯著力量。由易控(INSPEC)組態(tài)軟件實現(xiàn)的北人45A無軸塔式印報機監(jiān)控系統(tǒng),，很好地保障了整機的運行狀態(tài)監(jiān)控,、操作及機器故障診斷等功能，其印報機特殊功能如作業(yè)管理,、調(diào)版控制,、水墨跟蹤等獲得用戶的高度認可。該印報機系統(tǒng)研發(fā)工作自2004年7月開始,，2005年5月樣機試制成功,。到2009年4月，已經(jīng)交付用戶近60個塔,，并可靠穩(wěn)定的運行,，主要應(yīng)用在包括沈陽日報、遼寧日報,、重慶日報,、江西日報,、浙江日報、福建日報,、蘇州日報,、四川工人報等在內(nèi)的各大報社。