項目簡(jiǎn)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, 是國內首批境外上市的九家企業(yè)之一，擁有6個(gè)膠印機制造基地。北人的膠印機制造技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)緊密接軌，擁有技術(shù)專(zhuān)利幾十項，始終保持國內膠印機技術(shù)的最高水平。

     北人45A無(wú)軸塔式印報機由零速接紙機，塔式印刷機組折頁(yè)機組成，采用先進(jìn)的無(wú)軸傳動(dòng)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(gè)系統實(shí)現“即插即用”式組合，可根據不同需要實(shí)現多種不同單元組合，系統極具柔性。該印報機電控系統采用日本三菱可編程序控制器作為設備操作邏輯控制的主體，采用德國B(niǎo)aumueller公司印刷機專(zhuān)用傳動(dòng)控制系統進(jìn)行無(wú)軸傳動(dòng)控制，上位監控軟件采用 易控(INSPEC)組態(tài)軟件，軟件中的作業(yè)管理系統使得整個(gè)系統可以根據作業(yè)的需要進(jìn)行作業(yè)配置、管理，使得整個(gè)系統操作、控制變得更加靈活，同時(shí)提供了大量調版控制、水墨跟蹤等專(zhuān)用功能。

    系統構成

     整個(gè)系統由給紙機（俗稱(chēng)紙架）、入紙張力、印刷單元、出紙張力、折頁(yè)機組構成。采用模塊化積木式設計。即一條印刷生產(chǎn)線(xiàn)可以由若干給紙機、入紙張力、印刷單元、出紙張力、折頁(yè)機組成。生產(chǎn)線(xiàn)上每一個(gè)折頁(yè)可以配置若干給紙機、入紙張力、印刷單元、出紙張力，構成一個(gè)Section。在進(jìn)行印刷作業(yè)時(shí)，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(shuō)每一張紙都可以進(jìn)入任一折頁(yè)，使得報紙的版面、版數可以任意變化，充分提高系統的使用率。

                     

     為適應Beiren45A的控制需求，整個(gè)系統構架分為傳動(dòng)系統、PLC控制系統及上位人機交互管理系統。
     傳動(dòng)系統采用Baumueller印報機無(wú)軸傳動(dòng)控制系統；
     PLC采用三菱Q系列的可編程序控制器；
     上位監控軟件采用易控(INSPEC)組態(tài)軟件。

     Baumueller無(wú)軸傳動(dòng)系統是一個(gè)非常成熟的傳動(dòng)控制系統，這個(gè)系統為適應印報的需求專(zhuān)門(mén)設計。在性能上，通過(guò)高速編碼器采樣技術(shù)、加速傳感器檢測技術(shù)等使得系統在運行時(shí)具有同步性高、電機運行噪音低等特點(diǎn)。在功能上，內置了印報機專(zhuān)用傳動(dòng)管理軟件?？梢苑奖愕貙?shí)現在線(xiàn)、離線(xiàn)、跨Section組合等功能。

                   

                                          Beiren45A多Section借用

     在設計上，每個(gè)Section的傳動(dòng)由一個(gè)折頁(yè)傳動(dòng)單元及若干個(gè)印刷、拉紙輥、第二三角板等傳動(dòng)單元組成。每個(gè)傳動(dòng)單元由伺服控制器、功率單元、及伺服電機組成。對于每個(gè)Section伺服控制器，由一個(gè)MDS及若干個(gè)MDC組成，通過(guò)SERCOS總線(xiàn)自成體系。MDS作為主控制器，通過(guò)Ethernet總線(xiàn)與PLC及上位系統進(jìn)行通訊。MDS通過(guò)接收PLC及易控上位系統的指令數據對從屬于本Section的伺服控制器進(jìn)行同步傳動(dòng)控制、從屬控制、離合控制等，同時(shí)MDS還負責向PLC及上位系統報告速度、溫度、錯誤、故障等信息。在Section之間，不同Section之間的MDS通過(guò)第二SERCOS總線(xiàn)進(jìn)行連接，這樣不同Section之間的印刷單元可以互相借用。

     三菱Q系列以中大規模系統為對象，在大幅提高CPU模塊處理性能和程序寄存器容量的同時(shí)，還提高了與網(wǎng)絡(luò )模塊，編程用外圍設備之間數據通信的性能。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，通過(guò)CClink總線(xiàn)將本Section中H機組及折頁(yè)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）軟件系統交互。為適應多Section操作，主控PLC之間通過(guò)MELSEC H網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)交換數據?；贛C通訊協(xié)議，由CClink、以太網(wǎng)、MELSEC H組成的立體網(wǎng)絡(luò )系統無(wú)縫連接，數據交換流暢通順。

     印刷機組PLC通過(guò)CCLINK模塊與主操作臺連接，對所屬的印刷機組進(jìn)行靠版水墨及合壓的控制、根據上位指令進(jìn)行調版控制、根據水墨跟蹤曲線(xiàn)通過(guò) RS485對水墨變頻器進(jìn)行控制。另外在印刷機組PLC還同時(shí)連接了2個(gè)三菱F930GOT，分別安裝裝在機組操作面的左右側，用于操作人員進(jìn)行印前準備及印刷調整。

     折頁(yè)單元的PLC也掛接到本Section的CClink網(wǎng)上，除了進(jìn)行本地控制之外，還通過(guò)CClink網(wǎng)絡(luò )與主PLC進(jìn)行信息交互。
上位人機交互管理系統使用易控(INSPEC)組態(tài)軟件，安裝易控的IPC位于主操作臺，通過(guò)以太網(wǎng)與本Section的三菱主PLC及MDS交互。為適應印報機特殊的工藝要求，在易控(INSPEC)標準版的基礎上專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了作業(yè)管理等印刷專(zhuān)業(yè)功能組件。這些專(zhuān)家控件的使用，使Beiren45A達到了印報機的國際領(lǐng)先水平。

    系統特點(diǎn)

     該系統采用全新的控制模式及系統理念，使得整個(gè)系統可以在機械上進(jìn)行“即插即用”式的組合，大大加強了系統組合柔性。

     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(jìn)行起停、速度控制及故障診斷；

     CCLINK總線(xiàn)對整個(gè)系統進(jìn)行鏈接；MELSECNET/H網(wǎng)作為多Section系統鏈接，三菱工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行與上位IPC及Baumueller印刷機控制系統的數據通訊。

     易控(INSPEC)組態(tài)控制軟件中的作業(yè)管理系統使得整個(gè)系統可以根據作業(yè)的需要進(jìn)行作業(yè)配置、管理，使得整個(gè)系統操作、控制變得更加靈活。

    軟件應用

     根據系統功能劃分為系統管理、通訊管理、安全控制系統、作業(yè)管理系統、傳動(dòng)管理系統、水墨控制系統、離合壓系統、運行控制系統、診斷系統、幫助系統、紙路控制系統、套印控制系統等等。每個(gè)系統的軟件相互獨立，方便管理及升級。

     Beiren45A是一個(gè)組合非常靈活的產(chǎn)品，整個(gè)系統可以根據用戶(hù)的需求靈活搭配。最小系統為一個(gè)折頁(yè)配置一個(gè)H印刷單元，最大組合為六個(gè)折頁(yè)配置四十八個(gè)印刷塔。用戶(hù)購買(mǎi)印刷設備時(shí)，根據需要選擇設備的配置。如一條生產(chǎn)線(xiàn)有多少個(gè)折頁(yè)、多少個(gè)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，為適應用戶(hù)的需求設計人員必須為每一個(gè)客戶(hù)編制程序，一方面影響設備周期，另外由于程序沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(cháng)期的考驗，出錯幾率較大。另外當用戶(hù)進(jìn)行多Section應用時(shí)，因為印刷機組的相互借用，在系統中存在大量的復雜邏輯互鎖，使程序的復雜程度大大增加。

     為滿(mǎn)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(kāi)發(fā)的系統引用面向對象的編程方式，通過(guò)消息機制進(jìn)行從屬邏輯判定，使得軟件的適應能力大大加強。

                   

     在應對用戶(hù)設備配置方面，設備的大小不會(huì )導致程序的變化。即插即用，當設備交付到用戶(hù)時(shí)，調試人員僅僅通過(guò)觸摸屏設定設備的組成屬性，整個(gè)設備就能可靠工作。

     另外，在整個(gè)設備軟件中引入設備無(wú)關(guān)性的理念。當操作人員進(jìn)行印刷作業(yè)時(shí)，印刷工人無(wú)需關(guān)心哪一個(gè)印刷機組在印刷哪一版報紙。當需要進(jìn)行水量、墨量、調版、調偏等印刷調節時(shí)，操作人員僅僅需要進(jìn)入相應版面的屏幕窗口，所有相關(guān)邏輯分配均由軟件完成。

     利用易控軟件實(shí)現的系統還具有如下獨特功能，使得設備的自動(dòng)化水平大大提高：

     自動(dòng)上版定位：當操作人員進(jìn)行裝卸版操作時(shí)，按動(dòng)上版定位按鈕，印刷滾筒版口自動(dòng)旋轉到操作位置。

     斷紙檢測自動(dòng)投入：斷紙檢測根據印刷作業(yè)的要求自動(dòng)投入或切斷，減少印刷人員的繁雜操作。

     CIP4接口：在易控IPC軟件系統中的CIP4接口，為數字化印刷流程控制系統提供接口服務(wù)，設備根據工廠(chǎng)流程控制的工作票完成作業(yè)配置，并根據要求將設備狀態(tài)、印刷報表等信息上傳至工廠(chǎng)管理系統。

     故障診斷及幫助功能：在進(jìn)行印刷作業(yè)時(shí)的各種警告、故障等均可提供詳細的診斷及幫助信息。當設備保養期限到，系統將進(jìn)行保養提示，操作人員還可以通過(guò)屏幕查詢(xún)保養材料、方法、步驟等具體措施。當設備出現故障時(shí)，操作人員可以直接通過(guò)IPC屏幕獲取故障的部位、現象及其處理方法。方便操作人員及維護人員進(jìn)行故障排除及設備維護。

     作業(yè)管理：根據報紙印刷的品種版面、數量的要求進(jìn)行設備調用、配置、數據存儲、預置調用等操作?；A數據來(lái)源可以來(lái)自CIP4系統或操作員站的人工輸入。通過(guò)作業(yè)管理系統，縮短了印刷作業(yè)的印前準備時(shí)間及印刷調節時(shí)間，降低了產(chǎn)品的廢品率。在激烈的競爭中，通過(guò)提高印刷的邊際效益，為報紙印刷企業(yè)節省了大量的印刷成本。對于印刷管理者來(lái)講，通過(guò)作業(yè)管理系統可以及時(shí)獲得生產(chǎn)狀態(tài)中的一手信息，根據需要制定或修改生產(chǎn)作業(yè)管理策略，提高設備的使用率及生產(chǎn)效率。

                    

                                  Beiren45A作業(yè)管理系統

     套印控制：由易控軟件實(shí)現的套印控制系統改變了以往套印控制調節的模式，在印刷過(guò)程中，操作人員無(wú)需關(guān)心具體哪一個(gè)印刷塔的套印關(guān)系，僅僅需要按照報紙的版面頁(yè)進(jìn)行調節設置，系統將根據作業(yè)配置數據自動(dòng)對應到相應印刷單元，將數據下傳到相應PLC的數據區。如果某個(gè)版面的目標調節量已經(jīng)大于可調節量，系統將自動(dòng)指派其它版面進(jìn)行補充調節。大大地簡(jiǎn)化了操作人員的操作。

                      

                                          Beiren45A套印控制系統

     系統診斷：通過(guò)手冊文檔、圖片及向導方式為操作人員及維護人員提供診斷維護服務(wù)。通過(guò)實(shí)時(shí)報警、歷史報警功能為設備維修、保養進(jìn)行提示。為管理者進(jìn)行品質(zhì)追溯提供依據。

                      

                                             Beiren45A幫助系統

                     

                                                           幫助系統

    結束語(yǔ)

     近幾年中國的印刷機械制造技術(shù)進(jìn)步很快，其進(jìn)步的顯著(zhù)標志就是印刷機械的控制部分及自動(dòng)化水平明顯提高，“易控(INSPEC)”在該領(lǐng)域的成功應用成為推動(dòng)該行業(yè)自動(dòng)化水平提高的顯著(zhù)力量。由易控(INSPEC)組態(tài)軟件實(shí)現的北人45A無(wú)軸塔式印報機監控系統，很好地保障了整機的運行狀態(tài)監控、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、調版控制、水墨跟蹤等獲得用戶(hù)的高度認可。該印報機系統研發(fā)工作自2004年7月開(kāi)始，2005年5月樣機試制成功。到2009年4月，已經(jīng)交付用戶(hù)近60個(gè)塔，并可靠穩定的運行，主要應用在包括沈陽(yáng)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、四川工人報等在內的各大報社。