1 引言
近年来，随着我国科学技术飞速的发展，印刷机的自动控制也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的自动化控制元件，它以体积小、功能多、价格低、性能可靠等优点，在印刷行业的各个领域获得了广泛应用。
北京人民机器厂是我国建国以来第一家也是最大的一家生产印刷机的厂家。为了提高产品的可靠性和稳定性，早在七、八十年代就采用PC机控制。我们知道由于印刷机要求精度高、套印准确、易于维护、操作方便，因此PLC的输入输出点就多，所以我们在对开双色印刷机上采用了双机通讯。上位机采用三菱FX2N- 80MR+32EX+4D/A，主要用于负责在传动控制，各机组离合压控制，气泵和气阀的控制等。下位机采用FX2N-64MR+4D/A，主要用于负责水辊电机控制，主传动的调速输出，调版电机数据的采集等。同时选用了一台5.7寸的触摸屏用于对水辊电机速度、调版和整机故障的显示等，减轻了操作者的工作强度。本系统运行可靠，维护方便，操作直观，得到了广大用户的好评。
2 系统结构
系统结构图如图1所示。
图1 系统结构图
其中，上位机与下位机采用了RS485通讯(RS485接口是将数字信号转换为逻辑信号进行长距离的传输，传输距离可达4000英尺)，通讯方便、可靠。由于安全是各种设备的重要因素，在设计过程中，我们必须考虑安全控制，既要考虑本位机组的急停安全按钮，也要考虑每个机组的正、反点动按钮以及操作者的方便与否。同时在考虑保证安全的基础上，也要尽可能减少输入、输出点数。但点数仍然很多，走线也很不方便。我们采用了双机通讯，就很好的解决了这个问题。各机组的走线可以按就近原则，接入就近的机组控制箱内，既节约了走线，也方便了控制和维护。
由于印刷机是一种精度高、印刷品精致的一种机器，它一方面取决于机械加工以及安装的精度，更重要的是水、墨平衡以及离、合压的准确性。双色机每个机组都有水路和墨路的装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都采用了一个变频器调速控制。同时，主电机速度也采用了变频器调速控制。因此，为了实现多路速度调节，我们采用了三菱的4D/A数模转换器，它把PLC给出的数字量，径相应的运标法，转换成0～10V直流电压输出给各机组水辊变频器，就实现了多路速度调节的要求。
印刷机套印准确性是检验机器和印品质量的重要标志，套印的准确性是第一位的，图像标准规定误差允差0.01mm左右，造成套印不准有以下因素：套印误差= 机器套印误差（给纸和传纸误差）+纸张误差+照像误差+拼版误差+晒版误差等，我们本文不作论述。特别是单张纸多色胶印机在印刷过程中，调版的准确性是非常重要的，也是比较繁锁的。如果套印不准，印刷品就会出现字、画面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm～+2mm，周向调节范围为- 1mm～+1mm。如果采用手动调版浪费很大，而且精度也不高，为了实现自动调版，我们在版辊上安装了一个电位器。通过电位器将模拟量传送给4A/D经过 PLC逻辑处理，可以将版辊的转动精度控制在一定范围内。为了更准确调版也可以采用步进电机进行调版控制，操作者可以在主操作屏上设定了步进电机调整数据后，CPU接收到输入信号值，经过运标处理，传送给定位模块AD75，转换为脉冲信号后，传给步进电机驱动器，来驱动步进电机转动进行调版。
触摸屏作为一种新型的人机界面，从它一出现就很受广大设计者的关注，而发展也很快。触摸屏从由软件和硬件组成的第一代产品，现以发展为嵌入式触摸屏，它是由触摸屏、触摸屏控制器和微控制器组成的新一代触摸屏。它简单易懂，有强大的功能和优越的可靠性和稳定性，使它非常适用于工业环境，它可以自由地组合显示、指示灯、按钮、字符串、输入输出、数值输入输出、图形曲线、仪表、生产配方存储、设备生产数据记录，简单的逻辑和数值运算来处理或监控随时变化的信息。因此使用人机界面能明确告知操作者机器设备目前的运行情况，使操作者变得简单生动。因此使用触摸屏它可以使机器配线标准化、简单化，同时也可减少 PLC控制所需要的I/O点数，降低了生产成本，使用触摸屏和PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的去插拔接口，也是非常方便的。
3 软件的设计
(1) 给纸设计
印刷机在机械设备中是比较复杂的设备，特别是输纸机更为突出，因此电气控制设计也是比较复杂的。而且对动作时间的要求也是非常准确和严格的。在机器各个部位都安装着不同作用的检测开关，来检测不同的时间点，在印刷过程中，走纸的（给纸）好坏是影响机器质量的一个重要环节。走纸好坏是指走纸的稳定性、到位性，走纸无双张、无歪斜，早到或晚到等现象，在高速印刷过程中出现此现象，就会造成套印不准，就会将走坏的纸卷入印刷滚筒内，就会损坏胶皮，甚至造成机器的精度，给用户带来很大损失。此流程如图2。
图2 程序流程图
我们通过实验证明，按照上述流程编制的程序，当印速低于7000张/时，运行正常；当印速增至7000张/时以上，将发生歪张等故障就出现锁不住现象 |
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