基于PLC和变频器的包装印刷机控制系统的设计

基于PLC和变频器为核心的包装印刷机控制系统的设计姓名系名专业指导老师2015年5月6日摘要利用模拟或数字载体将媒质（如色料）转移到承印物上的过程，叫做印刷。印刷是获得高质量，大批量印刷品的最重要的复制过程，卷筒纸胶印机主要用来印刷杂志，报纸等印刷品，它的产品质量取决于张力控制。现代印刷机几乎无一例外地采用了变频器张力控制系统，这种控制方式的特点是：运行可靠、机械磨损小、控制精度高，适用于高速多套色凹版印刷机。通过本人在日邦印刷厂实习经历和对凹版印刷机的接触与了解，理论结合实践，PLC，变频器，通信技术构建一个以PLC和变频器为核心的完整的卷筒纸胶印机张力控制系统论文主要内容如下：1．概述了变频器与PLC的工作原理和性能；2．推导了浮辊检测系统模型、变频器交流异步电动机传动模型，完善了收放料装置的动力学模型、张力模型、收料张力控制模型；3．在数学模型的基础上，开发了系统控制应用程序。4．编写出PLC与变频器自由口通信协议，得出新型的控制方案。关键词：印刷机；张力控制；变频器；PLCAbstractVectorusinganalogueordigitalmedia(eg,pigment)transferredtothesubstratesontheprocess,calledtheprinting.Printingistoobtainhigh-quality,high-volumeprintedcopyofthemostimportantprocess,weboffsetpressismainlyusedtoprintmagazines,newspapersandotherprintedmatter,itdependsonthetensioncontrolproductquality.Modernweboffsetpresshasgenerallyfollowedthetransducertensioncontrolsystem,thiscontrolmethodischaracterizedby:Runareliable,mechanicalwearissmall,highcontrolaccuracy.Throughmyinternshipintheprintfactoryofthecontactsandunderstandingtointegratetheorywithpractice,throughplc,converters,communicationsandothertechnologytobuildaPLCandinverterasthecoreofacompleteweb-fedoffsetpressTensionControlSystem.1.AnoverviewofinvertersandPLCworkingprincipleandperformance;2.Derivationofthedancingrollerinspectionsystemmodel,andimproveddynamicmodelUnwindingtensionmodel;3.Inthemathematicalmodeldevelopedonthebasisofthesystemcontrolapplications.First,PIDcontrolalgorithmisusedforthecontrolstrategytoverifythemodelisreasonable.Throughthecompletionoftheabovepaperinordertoachieveconstanttensioncontrol,thepurposeofimprovingprintqualitytomeetproductionneeds.KeyWords：Tensioncontrol;inverter;PLC目录摘要............................................................IIIAbstract...........................................................IV第1章绪论.........................................................31.11.1课题背景...............................................31.1.1凹版印刷机工艺以及印刷原理........................................................31.1.2凹版印刷机的发展历史....................................................................31.2课题的国内外研究现状........................................31.2.1三电机张力控制系统介绍................................................................31.2.2PLC控制变频调速系统.....................................................................41.3论文的研究目的和内容........................................41.4论文结构....................................................5第2章系统总体设计方案.............................................62.1印刷机控制系统的基本设计步骤和设计功能......................62.1.1基本设计步骤....................................................................................62.1.2印刷机变频器控制系统的基本设计功能........................................62.2基本工作流程................................................72.3系统的组成方案..............................................7第3章系统的硬件选择及接线原理....................................101.23.1硬件选择..............................................103.1.1电动机..............................................................................................103.1.2张力传感器......................................................................................103.1.3变频器..............................................................................................113.1.4PLC的选取.......................................................................................123.1.5热继电器的选择..............................................................................123.2系统的硬件接线.............................................123.2.1系统主电路接线图..........................................................................133.2.2PLC的I/O分配表...........................................................................133.2.3PLC外部I/O连接...........................................................................143.2.4收卷、放卷变频器(前后牵引变频器)端子接线图......................143.2.5主牵引变频器端子接线图..............................................................16第4章系统软件设计................................................174.1系统的软件设计.............................................174.1.1系统总流程图..................................................................................174.1.2三菱PLC的PID设定......................................................................184.2系统梯形图.................................................22结论...............................................................25参考文献...........................................................26附录一.............................................................27附录二.............................................................42附录三.............................................错误!未定义书签。致谢...............................................错误!未定义书签。第1章绪论1.11.1课题背景本文来源于对外包装印刷机生产设计实例的研究，目的是进一步完善一套基于可编程控制器(PLC)技术与变频器技术的电机张力控制系统。1.1.1凹版印刷机工艺以及印刷原理凹版印刷方式作为包装印刷市场上最好的印刷方式泛的被应用，因为对于被用为包装材料的的薄膜、纸、铝箔和除此之外的其他材料，都可以使用该类型的印刷机对其进行印制。此种印刷方式具有以下优点:1．印刷油墨层厚实，图像色泽好，层次丰富，效果高清。2．印刷品无缝隙，广泛应用于印制连续图印刷品的工业生产中。3．印刷系统使用周期长，并且具有故障报警维修的特性。4．此种印刷方法对油品要求较低，所以可以对多种材质的印刷物进行印刷。1.1.2凹版印刷机的发展历史20世纪五十年代在中国上海建业义华机器制造股份有限公司制成了第一台凹版印刷机。20世纪七十年代上海人民机器厂制成单张纸单色凹印机，二十世纪八十年代北京人民机器厂制成卷筒纸四色凹印机。随后一些工厂也制成了印刷塑料薄膜的卷筒材料凹印机。凹印机在中国的生