CC-Link現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)印刷機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1. 應(yīng)用要求

1．1 滿足最高印刷速度在15，000張/時(shí)或250米/分

1．2 滿足印刷主電機(jī)與伺服電機(jī)的同步性

1．3 滿足色組的靈活配置

1．4 滿足色組油墨的可調(diào)性

1．5 收紙和給紙機(jī)的獨(dú)立性

1．6 離合壓的高速響應(yīng)性

1．7 要求在網(wǎng)絡(luò)中可張力控制系統(tǒng)

1．8 環(huán)境適應(yīng)要求三相電壓在280V～512V、溫度在0～55度、相對(duì)濕度（在90%以下，不結(jié)露）、振動(dòng)、沖擊等環(huán)境條件下，能夠正常運(yùn)行

在全面審視上述要求之后，選擇什么樣的電控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線，還應(yīng)該比較它們的性能價(jià)格比，以及實(shí)現(xiàn)通信的方便簡易與否。前者的理由不言而喻，性能符合要求，價(jià)格便是重要的決定性因素。后者則是因?yàn)橛械木W(wǎng)絡(luò)通信在進(jìn)行初始化時(shí)，要求每一個(gè)掛在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)都要分別作初始化參數(shù)設(shè)定；而有的總線僅僅要求在主站上對(duì)所有的節(jié)點(diǎn)作初始化。顯而易見，當(dāng)分散配置的節(jié)點(diǎn)要逐個(gè)作初始化時(shí)，其操作的不便可想而知。尤其在有些節(jié)點(diǎn)安裝在比較狹小的空間或難以到達(dá)的地點(diǎn)。

2. 系統(tǒng)配置

經(jīng)過審慎地比較選擇，我們選定了CC-Link作為印刷機(jī)電控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線。

印刷機(jī)電控系統(tǒng)（4色印刷機(jī)）是由1個(gè)主通信控制站，9個(gè)變頻器，3個(gè)伺服電機(jī)，9個(gè)步進(jìn)電機(jī)，22個(gè)遠(yuǎn)程I/O單元，以及1個(gè)掛在總線上的人機(jī)界面組成。配置如下：

主通信控制站： A2ASHCPU + A1SJ61BT11

輸出模塊： A1SX40或A1SY10

遠(yuǎn)程模塊： AJ65BT-R2 x3

I/O模塊： AJ65BTB1-16D x2

AJ65BTB1-16T x2

AJ65BTB1-32D x10

AJ65BTB1-32T x10

人機(jī)界面： A975GOT

變頻器： A540-30K-CH x1

A540-0.75K-CH x8

伺服系統(tǒng)： MR-J2-40A x3

系統(tǒng)硬件框圖如圖所示：

3. 系統(tǒng)功能

3.1 主控

本系統(tǒng)通過一臺(tái)A2ASCPU進(jìn)行主站控制，通過各色組的CC-Link遠(yuǎn)程I/O模塊，執(zhí)行輸入及輸出邏輯的處理，給紙及收紙由獨(dú)立的FX2N-CPU處理各自的邏輯控制，相關(guān)的信息通過CC-Link網(wǎng)絡(luò)返回主站，由主站協(xié)調(diào)各色組，主站同時(shí)返回互鎖信息，由給紙及收紙CPU進(jìn)行處理。

3.2 速度同步

系統(tǒng)中由主動(dòng)電機(jī)自帶的編碼器輸出并聯(lián)到3個(gè)伺服系統(tǒng)中，完成速度同步功能。同時(shí)可通過人機(jī)介面設(shè)定有關(guān)微調(diào)參數(shù)，再由主站CPU通過CC-Link網(wǎng)絡(luò)與伺服系統(tǒng)通訊及設(shè)定，在調(diào)整伺服電機(jī)與主動(dòng)電機(jī)的速比，達(dá)到張力控制。

3.2 色組油墨

系統(tǒng)中通過人機(jī)介面自帶的配方功能，可存儲(chǔ)十多種不同印刷要求的油墨設(shè)定，可以在線自由調(diào)出、存儲(chǔ)及修改。設(shè)定值通過人機(jī)介面向主站CPU傳送，再由CC-Link網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到負(fù)責(zé)油墨的變頻器。

3.3 調(diào)板

在多色印刷中需要對(duì)每一色組的套色進(jìn)行調(diào)整， 系統(tǒng)中通過人機(jī)介面可實(shí)時(shí)調(diào)整印板位置，在印刷過程中如發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)色組存在套色不準(zhǔn)，可通過人機(jī)介面設(shè)定由主站對(duì)每一組的步進(jìn)電機(jī)調(diào)整印板的位置調(diào)整。

4. 色組的調(diào)配

由于各種客戶的要求不同，主控CPU已預(yù)先設(shè)定為8色印刷功能，生產(chǎn)廠只需相應(yīng)增減色組，便可簡易地完成電控系統(tǒng)的配置工作。

5. 主變頻器

由于中國客戶的特殊原因，部分印刷設(shè)備使用在電壓非常不穩(wěn)定的地區(qū)，因此三菱電機(jī)設(shè)計(jì)的特殊功能，供電電壓在最低時(shí)可在三相280V時(shí)正常運(yùn)行。

6. 張力控制

張力控制系統(tǒng)由張力控制器、張力檢測(cè)器及磁粉制動(dòng)器組成，通過并聯(lián)口與FX2N-CPU通訊，再由FX2N-CPU通過CC-Link網(wǎng)站及主站相連。因此可由人機(jī)介面中顯示有關(guān)張力及設(shè)定。

7. 故障及報(bào)警

由于采用CC-Link網(wǎng)絡(luò)通訊，在一個(gè)變頻器、各色組、給紙及收紙也可實(shí)時(shí)的送回故障信息及報(bào)警資料，再由人機(jī)介面顯示相關(guān)內(nèi)容及處理方法，令操作人員簡化檢查工序。

8. 簡易的維修

由于CC-Link網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)循環(huán)檢測(cè)功能，網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)遠(yuǎn)程模塊、FX2N-CPU及變頻器也有正常的信息送回主站。當(dāng)其中一個(gè)式多個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，CC-Link網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)發(fā)出相關(guān)故障信息。維修人員在人機(jī)介面中得到有關(guān)信息后，僅需及時(shí)更換損壞的模塊，便可自動(dòng)回復(fù)正常，不需要任何重新的設(shè)定。

9. 網(wǎng)絡(luò)初始化

對(duì)整個(gè)CC-Link現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，確定各單元的器件類型、網(wǎng)絡(luò)單元數(shù)、各單元所占的站數(shù)、以及各站特性。 步驟為：參數(shù)設(shè)置—刷新—用緩沖區(qū)內(nèi)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接—寫參數(shù)到E2PROM—刷新—用E2PROM內(nèi)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接。也可以使用SW1D5-CCMAP-E軟件設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

10. 應(yīng)用概況

本系統(tǒng)在1999年初完成第一臺(tái)印刷機(jī)的生產(chǎn)及交付客戶使用，至今已生產(chǎn)200多臺(tái)，從沒有因網(wǎng)絡(luò)故障造成停產(chǎn)。