曲面印刷机PLC控制系统设计【含CAD图纸+PDF图】
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曲面
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毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述 随着印刷机械的自动化，数字化工作流程的不断更新和完善，印刷技术创新层出不穷。其中，曲面印刷是网版印刷的一个分支，主要应用于一些饮用杯具和广告礼品等的印刷中，分为凸印和凹印，其曲面承印物的组成材料主要有金属、玻璃、陶瓷等高分子材料。1凸版印刷机的特点有：（1）印迹清晰，墨色饱满 （2）印刷的版材形式多样 （3）印刷机结构简单，操作方便 （4）适合于印刷面积小，数量少，超厚和纸质粗、松、不平整以及塑料等。印刷方法为：墨辊给印刷部分敷墨，压印使版与承印物接触，油墨转移。2 本课题所研发的是一种专用于圆柱形、圆弧形或截锥形物品的全自动多色曲面印刷机。包括有轮转印刷机、料盘机构、上下料机构和传动机构。由程控器协调上下料和各部件的同步联动。3其中，轮转印刷采用滚筒印版和滚筒压印，有独立的供墨系统，承印物从两个滚筒之间经过时，在压印滚筒作用下，版印上的图文随机转移到承物上，完成印刷后，再把卷筒纸裁切成单张印刷品，故轮转印刷适合于大批量生产。4其次，该曲面印刷机的主机自动控制系统设计采用的是三菱FX2N-64M系列的PLC。调整控制采用的是交流变频调速。通过对全自动曲面印刷机的工作状态和操作的相关信息的整体分析，然后编写梯形图实现对印刷机的运转、印刷机的急停等的控制。5 PLC不仅能实现继电器控制所具有的逻辑判断、计数、计时等顺序控制，同时还具有执行算术运算、对模拟量进行控制等功能，PLC已经发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，它能生成报表、可诊断自身故障及机器故障。具有编程简单、功能强大而性价比高、可靠性高使用寿命长、接线简单维修工作量小等突出优点，能够取代传的继电器控制电路，完成各种电气控制功能。除此之外，与单片机、计算机控制系统比较，PLC具有兼容性、扩展性、抗干扰性强、负载能力强大的特性，适用于各种复杂的工作现场环境。6 随着电力电子技术，微电子技术和现代控制理论的快速发展，交流变频技术已广泛应用到工业生产中。利用变频器对交流电动机进行调速控制的张力系统，具有许多磁粉系统所无法比拟的优点，如节能可以实现大范围内高效连续调速控制，容易实现放卷、收卷方向的正反转切换，在不停机换轴时减少由于张力波动产生的废料等等。因此，在进行调速控制时，可以通过控制变频器的输出功率使电动机工作在转差率较小的范围，电动机的调速范围较宽，并可以达到提高运行效率的目的。一般来说，通用性变频的调速范围可以达到1：10以上。目前变频器已部分取代了印刷机械传统的电磁调速和机械调速方式。通过交流主电机调速完成印刷过程中的一系列动作，改善了系统功能，使其操作方便，维修简单，而且使印刷机的高性能，高功能得以充分发挥，并使原来机械驱动系统进一步向小型化发展。7 由PLC和变频器及其电机组成的印刷机控制系统，通过控制驱动印刷版筒的主电机以及上料、下料等各个电机的线速度同步来达到张力稳定，具有响应快速的特点，并且可以提供良好的设定功能，以满足各种材料的工艺特性。8 20世纪80年代以来，交流调速技术及应用发展很快，打破了“直流传动调速，交流传动不调速”的传统分工格局。交流伺服电动机广泛用在数控机床上，并有取代直流伺服电动机的趋势。9在交流伺服系统中采用同步型交流伺服电动机和异步型交流感应伺服电动机。随着大功率电力电子器件、新型变频技术的发展，以及现代控制理论、计算机数字控制技术等在实际应用中取得的重要进展，促进了交流伺服驱动技术的发展，使得交流伺服驱动逐渐代替直流伺服驱动。10 变频调速的主要环节是为交流电动机提供变频变压电源的变频器。目前，用的最多的是交-直-交变频器。在电压逆变器中，电路的作用是将直流电压切换成等效正弦的一串方波电压，所用的器件多为大功率晶体管，或可关断晶闸管GTO和绝缘栅双极晶体管等。在PWM变频器中，通常采用二极管桥式整流器，其输出的直流电压是恒定的，然后经脉宽调制得到可调的输出电压（变频、变压）。11 SPWM变频器，即正弦波PWM变频器，属于交-直-交静止变频装置。12它先将50Hz的工频电源经整流变压器变到所需的电压后，经二极管可控整流和电容滤波，形成恒定直流电压，再送入由大功率晶体管构成的逆变器主电路，输出三相频率和电压均可调整的等效于正弦波的脉宽调制波（SPWM波），去驱动交流伺服电动机运转。13由于SPWM型变频器采用脉宽调制原理，克服或改善了相控原理中的一些缺点，具有输入功率因数高和输出波形好的优点，因而在调速系统中得到了广泛应用。SPWM调制的基本特点是等距、等幅而不等宽，中间脉冲宽而两边脉冲窄，其各个脉冲面积和与正弦波下的面积成比例，脉宽基本上按正弦分布，是一种最基本也是应用最广泛的调制方法。14 由此，我们可以看出PLC未来发展的方向：（1） 与PC机结合。PLC与个人计算机、工业控制计算机，集散控制系统在功能和应用方面相互渗透，使控制系统的性能价格比不断提高。（2） 开放式设计和网络成为主流。开放式就是产品设计、元器件选择、网络通信操作系统，监控显示等方面都采用国际或者公认的行业标准，使不同厂家的PLC产品能够在一个网络中运行。与以太网相结合，PLC将向者小型、高速、分散化的方向发展。PLC（3） 容错系统。PLC的高功能也体现在近年发展起来的容错系统上，故障的自搜索、自诊断、自处理等。系统的坚韧性，使之在某些故障和软件错误的情况下，仍能安全运行。15参考文献：【1】张琦.曲面印刷常见问题分析.丝网印刷，2006（10）:6-9.【2】凸版印刷机概论，舒茨主编.北京：商务印书馆，1958.【3】马维金，李凤兰.全自动曲面印刷机.中北大学.【4】五百川一哉，野口和司.轮转印刷机.CN，2003.【5】彭瑜.实现运动控制的新途径-简介日本三菱PLC的运动控制模块. 制造业自动化，1990（3）:46-49.【6】张智杰.PLC控制系统设计.电气传动自动化，2002,24（6）:50-51.【7】李岩，赵亚威，隋涛.变频器在印刷机上的应用.变频器世界，2004 （11）：108-109.【8】李俊奇.基于PLC和变频器在印刷机上的应用.电子世界，2013（2）：87-88.【9】王爱玲.机床数控技术.北京：高等教育出版社，2006.【10】王爱玲.现代数控机床伺服及检测机术.北京：国防工业出版社，2009.【11】张士雄.数控机床用高性能交流伺服驱动控制技术研究.广州：华南理工大学机械工程学院,2010.【12】赵刚.数控机床交流伺服系统动态性能分析与参数整定技术研究.济南：山东大学机械工程学院，2010.【13】于东，郭锐锋.数控机床中的伺服系统.伺服控制，2006（1）:16-18.【14】杨叔子.机械工程控制基础.武汉：华中科技大学出版社，2011.【15】王广才.二十一世纪PLC发展方向.油田电气工程，2004（3）:5-7. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 本课题题目是“曲面印刷机PLC自动控制系统设计”是以日本三菱重工曲面印刷机为 例进行展开研究的。因此，我需要先消化曲面印刷机控制系统说明书日文版及三菱PLC编程手册。在马维金老师悉心辅导和精准翻译下，完成了对该资料的学习和理解。该课题主要的任务就是对照日文资料把老式的继电器控制系统改成目前流行的PLC控制系统。这就需要我加强在PLC编程应用以及电路控制等方面的综合学习。完成PLC梯图设计后，为了验证该程序能否运行，需要我们应用“PLC仿真模拟系统”软件进行测试。除此之外，我们还要设计电气原理接线图、电控柜及布件图。这就需要我们熟练的应用CAD软件和SolidWorks软件进行
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