（貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司，上海 200233）周曉霞

    （唐山理工智能儀器有限公司，河北 唐山 063000）郎建華
                      
    周曉霞（1966-）女，甘肅天水人，本科，現就職于貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司。

    摘要：凹版印刷機集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統是采用虛擬電子軸傳動(dòng)取代傳統機械主傳動(dòng)軸，徹底取消傳統套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，從而將傳動(dòng)與套色融為一體，直接作用于印刷版輥的一種自動(dòng)化伺服控制系統。該文介紹了無(wú)軸傳動(dòng)系統的分類(lèi)和技術(shù)特點(diǎn)，并以貝加萊的PCC、ACOPOSmulti伺服驅動(dòng)器和Ethernet POWERLINK實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)在該系統中的應用為例，論述了該無(wú)軸凹印機控制系統的技術(shù)方案。無(wú)軸傳動(dòng)控制技術(shù)的應用，簡(jiǎn)化了機械的傳動(dòng)結構，優(yōu)化了控制的協(xié)調性和穩定性，縮短了過(guò)料時(shí)間，實(shí)現了凹印機的高精度、高印速和高套準控制。

    關(guān)鍵詞：凹版印刷機；無(wú)軸傳動(dòng)控制系統；套色控制；伺服驅動(dòng)；Ethernet POWERLINK工業(yè)以太網(wǎng)

    Abstract: The integrated shaft-less drive control system of the gravure press is a kind of automation servo control system in which the virtual electronic shafts are adopted to substitute for the main drive shaft of traditional machinery to completely cancel the mechanism of floating roller needed by traditional color register system, thus the drive will be fused together with the color register, and the electronic shafts will directly act up on the printing rollers. The paper introduces classification and technical characteristics of shaft-less drive system and expounds the technical scheme of the control system of shaft-less gravure press by taking the application of B&R’s PCC, ACOPOSmulti servo drive and Ethernet POWERLINK real time industrial Ethernet in the above system as an example. The mechanical transmission structure is simplified, the cooperativeness and stability of the control are optimized, the material feeding time is shortened by using the shaft-less drive control technology and therefore we realize the control of the intaglio printing press with high-precision, high printing speed and high-accuracy registration.

    Key words: Intaglio printing press; Shaft-less drive control system; Color register control; Servo driving; Ethernet POWERLINK industrial Ethernet

    1 引言

    膠印、柔印、凹印技術(shù)三足鼎立，三種工藝各有所長(cháng)，其中的凹印技術(shù)以其印刷色差小、印金效果好、印品無(wú)接縫、印材適用面廣、符合長(cháng)版活印刷等優(yōu)點(diǎn)而為人稱(chēng)道。隨著(zhù)控制技術(shù)的發(fā)展，目前全球印刷企業(yè)用戶(hù)和設備生產(chǎn)廠(chǎng)商都將目光聚集于一項新興控制技術(shù)——無(wú)軸傳動(dòng)控制。尤其是應用在凹版印刷機上，其優(yōu)勢更為突出。

    傳統的機組式凹版印刷機依靠一根機械主軸通過(guò)渦輪蝸桿向各個(gè)印刷單元傳遞動(dòng)力，并以此來(lái)保證各色組版輥的運動(dòng)同步，動(dòng)力來(lái)源于由矢量控制變頻器控制的三相異步電動(dòng)機，其傳動(dòng)精度差，機械結構復雜。印刷圖案的套準控制則是通過(guò)控制專(zhuān)門(mén)的浮動(dòng)輥的運動(dòng)，并通過(guò)控制張力以控制承印物的拉伸而實(shí)現的。我們將這種傳統的機組式凹版印刷方式簡(jiǎn)稱(chēng)為有軸印刷，相應地將另一種新型的印刷方式簡(jiǎn)稱(chēng)為無(wú)軸印刷。

    所謂無(wú)軸傳動(dòng)，就是采用虛擬電子軸取代傳統的機械主傳動(dòng)軸，并取消套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，而將傳動(dòng)與套色融為一體，直接作用于印刷版輥的一種伺服傳動(dòng)方式。目前，用于凹印機的無(wú)軸傳動(dòng)控制系統分為兩個(gè)流派：其一是以日本住友、西門(mén)子、力士樂(lè )等公司為代表的“傳動(dòng)系統+套色系統”的復合式流派，另一個(gè)則是以貝加萊公司為代表的集傳動(dòng)與套色為一體的富有創(chuàng )新意義的集成式流派。該集成型系統的顯著(zhù)特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、高效以及成本的競爭力。

    2 無(wú)軸傳動(dòng)凹印技術(shù)的特點(diǎn)

    2.1 無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的分類(lèi)

    無(wú)軸印刷傳動(dòng)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中形成了以下三種類(lèi)型的系統：亞無(wú)軸傳動(dòng)控制系統、準無(wú)軸傳動(dòng)控制系統和集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統。

    （1）亞無(wú)軸傳動(dòng)控制系統

    僅僅去掉了傳統的機械主傳動(dòng)軸，每一印刷單元采用獨立驅動(dòng)機構，保留了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構且完全獨立。由于傳動(dòng)和套準控制系統的相對獨立性，控制上很難達到完全協(xié)調和穩定，浮動(dòng)輥機構的結構仍然復雜，而且色組之間的過(guò)料長(cháng)度較長(cháng)，很難實(shí)現高速、高精度的印刷工藝。它是無(wú)軸控制系統的前身。

    （2）準無(wú)軸傳動(dòng)控制系統

    不僅去掉了傳統的機械主傳動(dòng)軸，同時(shí)也去掉了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，每一印刷單元采用獨立驅動(dòng)機構，以保證印刷版輥的速度同步。同時(shí)，由相對獨立的套色系統提供已經(jīng)處理的套色誤差信號，無(wú)軸傳動(dòng)系統結合速度同步信號和套色誤差信號，統一協(xié)調工作。它是亞無(wú)軸控制系統的發(fā)展。

（3）集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統

    該系統采用基于伺服控制技術(shù)的虛擬電子軸傳動(dòng)來(lái)取代傳統的機械主傳動(dòng)軸，徹底摒棄了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，而將傳動(dòng)與套色融為一體，各個(gè)印刷單元均配置獨立的伺服電機及相應的減速機構對該單元的版輥獨立驅動(dòng)，直接作用于印刷版輥。力求系統的完整性和統一性，有效地將張力控制、遠程站點(diǎn)控制納入其中，由一套PCC統一控制。這是一種真正意義上的無(wú)軸傳動(dòng)控制系統，也是本文論述的主題。

    2.2 無(wú)軸傳動(dòng)凹印機及其控制技術(shù)的特點(diǎn)

    無(wú)軸和有軸的根本區別是版輥的傳動(dòng)方式不同，無(wú)軸各色組版輥的傳動(dòng)是各自獨立的，各單元之間的同步十分關(guān)鍵，這是保證印刷品質(zhì)的前提和基礎。在圖案套色控制上，無(wú)軸印刷是在保證各軸同步的基礎上，通過(guò)控制版輥的相位來(lái)實(shí)現的。
與傳統的機械主軸凹印機相比，采用集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的機組式凹印機具有以下優(yōu)點(diǎn)：

    （1）傳動(dòng)結構簡(jiǎn)化

    控制的協(xié)調性和穩定性好，過(guò)料長(cháng)度縮短20％，走料時(shí)間也相應減少。

    （2）高精度的預套準和極短的預套準時(shí)間

    印刷版輥只需裝入任意印刷單元并初次確認印版輥“零位”，隨后伺服系統將自動(dòng)根據色組間料長(cháng)來(lái)調節版輥相位，將其轉動(dòng)至“印刷位置”。伺服系統的定位精度可達0.001mm，重復精度為0.01mm，自動(dòng)預套準的范圍可以嚴格控制到+/-10mm以?xún)取?br />
    （3）采用高性能控制系統以實(shí)現高精度、高印速、高套準控制

    該控制系統以PCC（即可編程計算機控制器）為核心，在控制伺服驅動(dòng)、數據通信以及數據采集、處理等任務(wù)中，大大提高了效率，其處理速度和能力遠遠超出行業(yè)內其它類(lèi)型的控制器，故它有能力很好地處理套色和同步傳動(dòng)的統一。

    該系統采用Ethernet POWERLINK實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通信的方式，使PCC、HMI、各控制站點(diǎn)、各伺服驅動(dòng)器之間的數據通信更加可靠、高速和實(shí)時(shí)。以總線(xiàn)的方式進(jìn)行遠程I/O的配置和通信，節省了配線(xiàn)，并大大降低了系統的干擾和故障，使設備的維護簡(jiǎn)化。

    用于版輥位置反饋測量的編碼器通過(guò)硬件倍頻可達到400萬(wàn)線(xiàn)/轉的高分辨率，系統控制精度可達0.001mm。在高達600米/分的印刷速度下仍能達到比機械軸凹印機高得多的套準精度，印刷實(shí)踐證明，該技術(shù)使套印精度由原來(lái)的0.1mm提高到0.05mm。

    （4）特殊印刷工藝更易實(shí)現

    無(wú)軸傳動(dòng)控制系統不需改變系統硬件配置即可通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現各個(gè)印刷色組正印和反印的任意轉換。無(wú)軸傳動(dòng)對異徑涂布功能和定點(diǎn)涂膠功能的實(shí)現，較之傳統有軸凹版印刷更簡(jiǎn)單而又可靠。

    （5）色組機的分組使用

    無(wú)軸傳動(dòng)控制系統為多色機的分組使用提供了方便。即在某些色組正常作業(yè)時(shí)，用戶(hù)可為剩余色組提前做好訂單的裝版和勻墨工作。此外，用戶(hù)可依據生產(chǎn)需要將不參加作業(yè)的色組置于單動(dòng)停止狀態(tài)，達到節能的效果。

    （6）緊湊的工程設計和良好的工作環(huán)境

    由于取消了機械傳動(dòng)軸和齒輪箱，因而傳動(dòng)噪音和維修保養工作量明顯減少，并留出了更大的空間用于操作及維修。各個(gè)印刷單元實(shí)現模塊化設計，節省了安裝和調試時(shí)間。

    3 無(wú)軸凹版印刷機控制系統

    集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的技術(shù)方案立足于簡(jiǎn)化機械結構和提高控制性能。

    3.1 系統構成概述

    型號不同的機組式凹版印刷機的色組單元個(gè)數是不同的，下面以一臺10色組單元凹版印刷機的控制系統為例，來(lái)說(shuō)明凹印機無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的構成。
                    
    如圖1所示，該系統以B&R X20系列PCC為核心（CPU選用CP1486)，與上位操作監控站（選用PP320觸摸屏作為HMI）、10套B&R ACOPOS multi伺服驅動(dòng)系統和10套色標識別系統一起構成基于Ethernet POWERLINK總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的無(wú)軸凹印機控制系統。
 
                      
                      圖1   機組式凹版印刷機無(wú)軸傳動(dòng)控制系統簡(jiǎn)化原理圖

    3.2 主要控制裝置和子系統

    3.2.1 操作監控站（HMI）

    在無(wú)軸凹印機控制系統中，上位操作監控站是操作人員與系統交換信息的唯一渠道，它實(shí)現系統參數讀寫(xiě)、系統狀態(tài)監控、故障提示和配方管理等功能。

    B&R人機界面系列產(chǎn)品Power Panel 300 BIOS觸摸屏是一種集顯示操作和數據處理于一體的人機界面。該系統選用了一款面板屏幕尺寸為15英寸的嵌入式高檔人機界面，面板背部集成有Ethernet等通信接口，不僅具備人機界面所有的功能，同時(shí)還可以在其中裝入通用操作系統，如Windows XP、Windows CE等，開(kāi)放的操作系統可以使該系列的觸摸屏作為一個(gè)SCADA系統的操作員站或遠程的瘦客戶(hù)端，還可支持目前多種主流的圖形組態(tài)軟件，如Wonderware InTouch和組態(tài)王等，客戶(hù)可以根據自己的具體條件選擇合適的組態(tài)軟件以應用于不同行業(yè)的項目開(kāi)發(fā)。

    3.2.2 X20系列PCC

    X20系列PCC已成為高精度機械自動(dòng)化和高可靠性過(guò)程自動(dòng)化等復雜靈活自動(dòng)化項目的通用解決方案。其CPU是一款高性能的處理器，如采用Intel Celeron 650處理器的X20控制器，具備有附加的I/O處理器和浮點(diǎn)處理器FPU，系統單步指令周期最快可達到0.01us，任務(wù)循環(huán)周期可短至200us。X20 CPU支持多種通信協(xié)議，RS232、Ethernet、Ethernet POWERLINK和USB等通信接口已經(jīng)成為X20 PCC的標準配置。與B&R的其他系列控制器一樣，X20系列的控制器也使用B&R的Automation Studio?軟件平臺。

    X20分布式控制的設計理念，可以使用CAN、Ethernet POWERLINK等多種總線(xiàn)把遠程分布式I/O模塊方便地連接起來(lái)，實(shí)現傳統控制技術(shù)和分布式I/O技術(shù)的完美結合。

    X20系列PCC除能連接常規數字量和模擬量I/O模塊外，還可配置高速計數器、PWM、編碼器、NC等多種專(zhuān)家模塊。并且所有I/O模塊均支持熱插拔，每個(gè)通道均留有便于萬(wàn)用表探針插入的測試維護孔，這是非常人性化的一種設計。

    3.2.3 印刷版輥伺服驅動(dòng)及控制系統

    B&R全數字伺服驅動(dòng)器ACOPOSmulti及伺服電機構成了版輥伺服驅動(dòng)系統，是該無(wú)軸凹印機傳動(dòng)控制系統的基礎。

    ACOPOSmuti是B&R的新一代伺服驅動(dòng)器，一改原有伺服驅動(dòng)器單軸獨立供電的結構形式，轉向更具專(zhuān)業(yè)水準的共用直流母線(xiàn)集中供電模式和背板式緊湊安裝結構。其高效的散熱結構、集中供電單元和獨特的雙軸驅動(dòng)單元等技術(shù)有利于縮小多軸應用的安裝空間，共用直流母線(xiàn)技術(shù)有利于多軸驅動(dòng)的負載均衡，加之可逆整流技術(shù)更有利于穩定直流母線(xiàn)的電壓，并適應更寬范圍的交流供電電壓，提高系統的功率因數，還能將多余的發(fā)電制動(dòng)能量直接回饋給電網(wǎng)，節能效果明顯。加上Ethernet POWERLINK高速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和系統安全技術(shù)，完美地解決了集中或分布式多軸應用的高速實(shí)時(shí)同步和安全運行問(wèn)題。

    按習慣把對每一個(gè)電機回路的控制稱(chēng)為對一個(gè)“軸”的控制。這樣，該系統的控制對象就是若干個(gè)既相互關(guān)聯(lián)而又相對獨立的軸。

    其獨立性表現在每個(gè)“軸”獨立驅動(dòng)，其控制模式是一致的，控制框架也基本相同。由PCC實(shí)現具體的工藝控制和數據處理。然后通過(guò)Ethernet POWRELINK總線(xiàn)和HUB口將數據傳送到各臺用于驅動(dòng)印刷版輥的伺服電機的伺服驅動(dòng)器ACOPOSmulti中，伺服驅動(dòng)器則根據要求對數據進(jìn)行必要的分析處理，控制相應的伺服電機驅動(dòng)各自的印刷版輥以實(shí)現同步控制。伺服電機的實(shí)際速度（位置）由其內置編碼器反饋給伺服驅動(dòng)器的編碼器信號分析卡，再由該編碼器卡將該信號反饋給伺服驅動(dòng)器，并由伺服驅動(dòng)器對其控制參數進(jìn)行必要的修正，形成內閉環(huán)控制。

    它們的關(guān)聯(lián)性表現在系統速度來(lái)源是統一的，即跟蹤當前的印刷速度，各個(gè)軸反映在相應的印刷版輥的線(xiàn)速度是相同的。這一關(guān)聯(lián)性也確保了系統傳動(dòng)的同步性。

    套色時(shí)，通過(guò)光電眼將實(shí)際的套印誤差及時(shí)反映給伺服驅動(dòng)器，伺服驅動(dòng)器對該誤差信號快速處理并反饋給PCC，PCC則根據各個(gè)印刷單元的實(shí)際運轉情況統一處理，調整印刷版輥的相位，從而實(shí)現套色。

    3.2.4 色標識別及處理系統

    包括色標識別傳感器及信號處理系統，色標信號經(jīng)傳感器識別及處理系統的初步處理后，輸入到ACOPOSmuti系統再進(jìn)行處理運算。PCC的CPU模塊對識別的信號做高級別的算法處理后再傳輸給ACOPOSmuti伺服系統進(jìn)行控制。

    3.3 Ethernet POWERLINK總線(xiàn)及其網(wǎng)絡(luò )結構

    3.3.1 Ethernet POWERLINK總線(xiàn)技術(shù)

    （1）概述

    Ethernet POWERLINK通信技術(shù)是由貝加萊公司研發(fā)并推向市場(chǎng)的一種嚴格且具有確定性的實(shí)時(shí)通信軟件協(xié)議，它完全建立在工業(yè)以太網(wǎng)硬件的基礎上，而不依賴(lài)于其它特定硬件環(huán)境，并僅采用軟件協(xié)議來(lái)實(shí)現的具有高實(shí)時(shí)特性的安全工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。當前它可實(shí)現波特率為1Gb i t s/s的安全通信速率。

    POWERLINK不僅支持PCC、分布式I/O以及運動(dòng)控制系統數據的循環(huán)通信，同時(shí)也支持實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)間的非同步通信，并且專(zhuān)門(mén)為這一目的預留有部分網(wǎng)絡(luò )帶寬。

    （2）技術(shù)參數（基于快速以太網(wǎng)100Mbit/s）

    Ethernet POWERLINK的主要技術(shù)參數如下：

    傳輸協(xié)議：標準快速以太網(wǎng)，IEEE802.3u

    數據傳輸速率：100Mbps

    支持的通信類(lèi)型：同步數據、異步數據

    每站點(diǎn)最大的網(wǎng)絡(luò )數據量：1488byte

    每個(gè)POWERLINK網(wǎng)絡(luò )最大站點(diǎn)數：240個(gè)

    （3）Ethernet POWERLINK總線(xiàn)的通信原理POWERLINK網(wǎng)絡(luò )中有兩種數據通信形式：

    周期性的，非周期性的POWERLINK循環(huán)：采用SCNM (Slot Communication Network Management，時(shí)槽通信網(wǎng)絡(luò )管理) 技術(shù)解決了傳統的以太網(wǎng)CSMA/CD通信方式為解決數據沖突而引發(fā)的數據交換的不確定性問(wèn)題。
SCNM規定POWERLINK網(wǎng)絡(luò )中由管理器節點(diǎn)（MN）統一分配時(shí)槽給各控制器站點(diǎn)（CN），并依次輪詢(xún)。MN以點(diǎn)對點(diǎn)的方式向CN發(fā)出訪(fǎng)問(wèn)請求PollRequest，CN以廣播的方式向所有站點(diǎn)發(fā)出響應信息PollResponse。
循環(huán)周期如圖2所示。
                      
                                    圖2  POWERLINK的循環(huán)周期
    一個(gè)POWERLINK循環(huán)包括一個(gè)循環(huán)頭（SoC-Startof Cycle），它被控制器用于同步操作，循環(huán)頭之后，管理器向第一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送一個(gè)傳送請求，相應地它會(huì )收到一個(gè)傳送回應，以此類(lèi)推，在每一個(gè)循環(huán)中，所有的站點(diǎn)都會(huì )被訪(fǎng)問(wèn)到。循環(huán)通信在一個(gè)循環(huán)尾（EoC-End of Cycle）終止，而后就是非同步通信時(shí)間，這時(shí)，管理器就向某個(gè)站點(diǎn)發(fā)送或者提示其發(fā)送數據。其數據通信過(guò)程如圖3所示。
                         
                                  圖3   POWERLINK數據通信的過(guò)程
    3.3.2 無(wú)軸凹印機控制系統中Ethernet POWERLINK的網(wǎng)絡(luò )架構

    該凹印機控制系統的Ethernet POWERLINK網(wǎng)絡(luò )架構以及站點(diǎn)分配如圖4所示，這是一個(gè)基于Ethernet POWERLINK總線(xiàn)的星形網(wǎng)絡(luò )。

    在該網(wǎng)絡(luò )中，貝加萊的X20系列PCC的CPU (CP1486) 模塊是中央處理單元，除PCC與操作監控站的通信采用以太網(wǎng)(TCP/IP)以外，PCC的CPU與各伺服驅動(dòng)器（ACOPOS multi）之間通過(guò)Ethernet POWERLINK總線(xiàn)和HUB實(shí)現數據通信，各伺服驅動(dòng)器之間的數據通信也基于thernet POWERLINK。

    在該Ethernet POWERLINK通信網(wǎng)絡(luò )中，CPU (CP1486)POWERLINK接口的站點(diǎn)號為00（MN），各伺服控制器的站號依次為01到10（CN）。
                   
                                 圖4  Ethernet POWERLINK的網(wǎng)絡(luò )結構
    3.3.3 Ethernet POWERLINK在運動(dòng)控制中的應用

    凹版印刷對數據響應速度的要求很高， 而Ethernet POWERLINK的高實(shí)時(shí)性和安全性正好滿(mǎn)足了這個(gè)要求。

    在運動(dòng)控制中，POWERLINK作為通信總線(xiàn)是透明的，不需要編寫(xiě)任何的驅動(dòng)程序或通信程序，這些都是集成在系統中的，只要在項目中添加相應的通信接口，并做相應的Ethernet POWERLINK通信屬性的設置（如循環(huán)周期的設置），Ethernet POWERLINK的通信功能即可在系統中使用。開(kāi)發(fā)者主要的工作則集中于運動(dòng)控制軟件方案的規劃及控制方法的實(shí)現上。

    各色組單元需要解決同步運行問(wèn)題，Ethernet POWERLINK總線(xiàn)為各軸電子齒輪的同步提供了實(shí)時(shí)、可靠而安全的數據通道。
              
    3.4 單個(gè)印刷單元的伺服控制
                        
    圖5表示出了單個(gè)印刷單元控制系統的簡(jiǎn)化原理圖（未表示出Ethernet POWERLINK總線(xiàn)的通信網(wǎng)絡(luò )連接）。每個(gè)印刷單元的伺服控制系統配置一臺B&R的ACOPOSmulti伺服驅動(dòng)器（內插AC114總線(xiàn)通信卡、AC120ENDAT編碼器卡、AC132色標分析卡和AC130 I/O控制卡）、一臺內置ENDAT編碼器、機械式制動(dòng)器和溫度傳感器的交流同步伺服電機以及電源開(kāi)關(guān)、能耗制動(dòng)電阻、操作和信號電器等。

    ACOPOSmulti伺服驅動(dòng)器除引入三相AC380V電源作為控制電源外，還接入DC24V共用直流電源作為逆變電源。ENDAT編碼器的速度（位置）信號輸入至伺服驅動(dòng)器的AC120ENDAT編碼器卡；色標信號經(jīng)色標識別傳感器及其處理系統的初步處理，輸入到伺服驅動(dòng)器的AC132色標分析卡再進(jìn)行運算處理；單個(gè)印刷單元控制系統設有單動(dòng)—聯(lián)動(dòng)選擇、粗調－細調選擇、單獨運行操作和對版操作以及相關(guān)運行指示燈，有關(guān)輸入/輸出控制信號均接至插入伺服驅動(dòng)器的AC130 I/O控制卡。

    該ACOPOSmu l t i伺服驅動(dòng)器通過(guò)Ethernet POWERLINK總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接受X20 PCC的 CPU的運動(dòng)控制指令并向其傳送由編碼器反饋的運動(dòng)位置數據和其它有關(guān)運行數據，伺服驅動(dòng)器與伺服電機則通過(guò)ENDAT編碼器的反饋信號構成內閉環(huán)調節系統，精確地執行控制指令所規定的運動(dòng)軌跡。

    3.5 無(wú)軸凹印機控制系統的軟件開(kāi)發(fā)

    3.5.1 Automation Studio?集成一體化軟件平臺

    該系統使用B&R的Automation Studio集成一體化軟件平臺，這種能實(shí)現從控制、顯示到通信任務(wù)的集成開(kāi)發(fā)軟件能夠滿(mǎn)足各類(lèi)自動(dòng)化任務(wù)的需求。該軟件平臺支持B&R的全系列控制產(chǎn)品，包括HMI、PCC、X20 I/O和伺服控制系統的應用軟件開(kāi)發(fā)。
Automation Studio的系統配置工具支持應用于Ethernet POWERLINK和X2X Link系統的遠程I/O模塊，簡(jiǎn)單統一的I/O分配使得I/O系統的快速更換成為現實(shí)；控制數據、配置參數和類(lèi)似的參考數據均可在應用軟件中讀取，并存貯于讀卡器、軟盤(pán)或DiskOnKey等USB大容量存貯設備上；可以在裝入PCC CPU的Automation Runtime操作系統中對全新的Compact Flash卡進(jìn)行分區并格式化。

    Automation Studio的編程支持幾乎所有的標準語(yǔ)言，包括Automation Basic、ANSI-C等高級語(yǔ)言，以及符合IEC61131-3標準的梯形圖（LAD）、指令表（IL）、結構化文本（ST）、順序功能圖（SFC）和數據模塊編輯器以及數據類(lèi)型編輯器。
無(wú)論是簡(jiǎn)單的邏輯和數學(xué)運算，還是通訊協(xié)議的編程和復雜的控制算法，都可作為標準的功能塊集成在A(yíng)utomation Studio?中，此外還可創(chuàng )建和管理自定義的功能塊。

    使用Automation Studio軟件可實(shí)現在線(xiàn)語(yǔ)言切換、報警管理、配方管理、觸摸屏和功能鍵操作、自由編程與高級語(yǔ)言支持、快速頁(yè)面切換、直接讀取I/O和變量和整個(gè)系統的可視維護等功能。所允許的畫(huà)面及程序量多少僅與內存容量有關(guān)。

    3.5.2 應用軟件開(kāi)發(fā)策略

    在系統硬件配置完成后，根據工藝要求在A(yíng)utomation Studio?軟件平臺下主要使用ANSI-C語(yǔ)言進(jìn)行主干應用程序的開(kāi)發(fā)，以實(shí)現控制目標。該控制系統在編程中共分為三個(gè)循環(huán)任務(wù)層來(lái)編寫(xiě)：在第一個(gè)循環(huán)層內，共完成以下六個(gè)任務(wù)：與伺服控制系統的通信、過(guò)程控制、印刷單元控制、套色系統控制、張力控制和張力I/O的處理；在第二個(gè)循環(huán)層內，主要完成站點(diǎn)控制；在第三個(gè)循環(huán)層內，主要完成人機界面的組態(tài)和編制。

    對于以上三個(gè)循環(huán)層內的任務(wù)，PCC是按其分時(shí)多任務(wù)管理的模式來(lái)進(jìn)行處理的。

    4 結束語(yǔ)

    無(wú)軸凹版印刷是集版輥傳動(dòng)和套色控制于一體的印刷方式。版輥的獨立，雖然使得控制更加復雜，但凹印機的印刷靈活性、可操作性以及自動(dòng)化水平都得到了提高，從而能更好地適應當今印刷行業(yè)復雜生產(chǎn)工藝的要求。

    無(wú)軸凹版印刷機的投入市場(chǎng)，為煙包、裝飾紙印刷、瓦楞紙印刷、塑膜印刷等行業(yè)的廣大客戶(hù)提供了品質(zhì)優(yōu)良的新型技術(shù)裝備，使其在印刷合格率、印刷精度、機器性能、操作人性化和節約成本等方面都得到了顯著(zhù)提高，并實(shí)現了安全和環(huán)保生產(chǎn)。

    其他作者：郎建華（1979-），男，河北唐山人，本科，初級工程師，從事供熱系統自動(dòng)化控制方面的研究，現就職于唐山理工智能儀器有限公司工程技術(shù)部。

   參考文獻：

   [1] 齊蓉, 肖維榮. 可編程計算機控制器技術(shù)[J]. 電子工業(yè)出版社, 2005, (11).

    [2] 力生. 基于POWERLINK無(wú)軸凹版印刷套色控制[J]. 伺服控制, 2008, (6).

    [3] 李佳艷, 陸賀卿. 貝加萊控制系統在新型數字化紡機中的應用[J]. 自動(dòng)化信息, 2010, (3).

    摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第九期