6ES7211-1AE40-0XB0性能参数
1 引言
全自动停回转式网版印刷机采用经典的停回转技术，具有纸张定位准、稳，印刷精度高，速度快，噪音低，自动化程度高等优点，适用于陶瓷及玻璃花纸、电子工业（薄膜开关、柔性线路、仪表面板、手机）、广告、包装印刷、标牌、纺织转移、特殊工艺等行业。
近年来，随着我国自动化技术的提高，工厂自动化也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的工业控制器，以其体积小,功能齐全，价格低廉，可靠性高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。可编程控制器（PLC）在通讯功能和高速计数以及脉冲输出功能的日益完善，性能日益提升，使得PLC＋伺服＋变频器＋触摸屏组成的整个系统在印刷机上应用成为可能。
2 全自动停回转式网版印刷机介绍
2.1 设备结构
图1 设备外形图
输纸飞达：对印件厚度适应能力强，确保高速下顺畅输纸；自主选择单张式或连续式走纸；可采用双层堆纸方式，提高机械效率。
送纸台：台底带真空吸附，配合台面上的推纸及压纸结构，保证各种材料的顺畅输送。
滚筒及套准结构：自动停格式滚筒保证印件前端能准确无误地送到滚筒叼牙，达到极高的准确度；同时，滚筒叼牙及拉规都装置电眼，以监察印件的到位情况。
刮胶系统：双凸轮分别控制胶刮及回墨刀动作；胶刮带气动保压装置，印件图像更清晰，墨层更均匀。
网版结构：网版架可以拉出，方便印件套准或送料的调整；滚筒和网版的清洁也更安全、快捷；带接墨盘，防止油墨滴到滚筒上。
网版架运行的轨道：进口直线导轨及走珠轴承，减少整机在高速运行下的震荡及噪音，保证印刷的稳定；
排料台：排料台可九十度折下，便于调校网版、安装印刀及清扫和检查；附带真空吸附，确保顺畅排料。
2.2 设备特点
经典停回转机构，自动停格式滚筒保证印件前端能准确无误地送到滚筒叼牙，达到极高的准确度；同时，滚筒滚筒叼牙及拉规都装置电眼，以监察印件的到位情况，有效降低印刷废品率；
双凸轮、印刷大滚筒之间采用连杆、齿条、齿轮同步机构，整机传动精度高、传动可靠、结构紧凑、噪声低；
纸张负压输送结构，输纸准确稳定；
采用数控电眼对位系统。纸张到达前侧规位时，由数控电眼自动对位，微小错位、跑位，自动停机，保证套印的高准确度，有效的降低印刷废品率；
主传动及主要部件自动润滑，有效延长使用精度和机器寿命；
PLC集中控制整机运转，触摸屏/按钮双操作系统，操作简便，自动化程度高；
与转页式丝网干燥机、UV光固机或UV&IR组合烘道及全自动收纸机联机组成全自动丝印生产线（见图2）。
图2 全自动丝印生产线
2.3 控制要求
运行：按两次启动，次警铃连续鸣叫3S，如有故障，则鸣不同次数，以判定故障类型；无故障，10S内必须再次按下启动，方可运转。
启动后，根据检测系统的启动情况，分连续运行(检测未开)和自动运行(检测开)
连续运行：主机连续运转，飞达压脚有信号时，飞达自动上升补纸；需人工启动四个气泵，人工落墨刀，光纤检测有偏差时，停车
自动运行：主机连续运转，飞达压脚有信号时，飞达自动上升补纸；飞达泵及滚筒泵自动启动，根据走纸情况，人工启动送纸泵及出纸泵；光纤检测纸张到位后，自动落墨刀开始印刷，光纤检测到纸张到位有偏差时，自动离压抬刀到中位，不停车，等待下一张纸准确到位后，重新落刀，合压印刷。
编码器输出数值给PLC，以判定主电机带动网架运行时所在的位置，与光纤信号配合，判定纸张有无及到位情况。
3 控制系统介绍
3.1 控制系统方案
控制系统上位机采用和利时HT6600C系列触摸屏，下位机CPU选用和利时LM3108 PLC控制器，上、下位机之间走RS232串口线通过标准MODBUS协议进行通讯。CPU内部通过逻辑编程处理来自触摸屏以及按钮、传感器、限位开关等信号控制一个主电机(8.0KW通过一个三菱A740-11K变频器，面板电位器调速)、两个0.37KW升降电机(工频控制，飞达台板电机，墨刀升降电机)，四个气泵(飞达泵、送纸板风机、滚筒泵、出纸板风机)，三个三位五通电磁阀(六个输出控制)。图3为控制系统配置图。
图3 控制系统配置图
3.2控制系统硬件
3.2.1 可编程逻辑控制器-PLC
本系统采用HOLLiAS LM系列PLC控制，配置1个CPU模块LM3108、1个16通道数字量输入模块LM3212和1个16通道数字量输出模块LM3221。
1）CPU模块：LM3108模块的额定工作电压为DC24V，自带40点I/O，提供24路DC24V输入/16路晶体管输出处理。具有两路20KHz高速输出，1个RS232和1个RS485通讯接口，支持专有协议（仅RS232）/Modbus RTU协议/自由协议。
2）数字量输入扩展模块：LM3212模块提供16路DC24V数字量输入处理，数字量输入信号的额定工作电压为24V。输入通道间光电隔离，隔离耐压1000V DC。
3数字量输出扩展模块：LM3221模块提供16路DC24V晶体管输出处理，响应时间1ms,输出额定负载电压为24VDC。输出通道间光电隔离，隔离耐压1000V DC。
下表1为系统I/O分配表。
表1 系统I/O分配表（DI）
点编号
功 能
说 明
点编号
功 能
说 明
%IX0.0
编码器A相
%IX4.5
飞达压脚
行程开关
%IX0.1
编码器A相
未使用
%IX4.6
飞达上限
行程开关
%IX0.2
编码器原点
感应器
%IX4.7
抬版上限
感应器
%IX0.3
急 停
按钮
%IX5.0
抬版下限
感应器
%IX0.4
点 动
%IX5.1
墨盘前位
感应器
%IX0.5
启 动
%IX5.2
墨盘后位
感应器
%IX0.6
检测启用
%IX5.3
网框位置1
感应器
%IX0.7
定位停车
%IX5.4
网框位置2
感应器
%IX1.0
出纸台上升
%IX1.1
出纸台下降
屏
内
部
点
启 动
%MX200.0
%IX1.2
输纸台上升
连续选择
%MX200.1
%IX1.3
输纸台下降
自动选择
%MX200.2
%IX1.4
墨盘运动允许位
飞达气泵
%MX200.3
%IX1.5
网架运动
输纸板风机
%MX200.4
%IX1.6
网架复位
滚筒吸气泵
%MX200.5
%IX1.7
出纸光电
光纤
出纸台风机
%MX200.6
%IX2.0
连续光电
单张方式选择
%MX200.7
%IX2.1
单张光电
连续方式选择
%MX201.0
%IX2.2
左前规光电
前规启用
%MX201.1
%IX2.3
右前规光电
左侧规启用
%MX201.2
%IX2.4
左侧规光电
右侧规启用
%MX201.3
%IX2.5
右侧规光电
墨刀上升
%MX201.4
%IX2.6
双张检测
行程开关
墨刀下降
%MX201.5
%IX2.7
墨刀上限
感应器
输纸台上升
%MX201.6
%IX4.0
墨刀中限
感应器
输纸台下降
%MX201.7
%IX4.1
墨刀下限
行程开关
出纸台上升
%MX202.0
%IX4.2
出纸台下限
感应器
出纸台下降
%MX202.1
%IX4.3
出纸台上限
感应器
墨盘运动
%MX202.2
%IX4.4
出纸台锁定
行程开关
墨盘复位
%MX202.3
表2 系统I/O分配表(DO)
点编 号
功 能
说 明
点编号
功 能
说 明
%QX0.0
警 铃
%QX1.6
飞达气泵
%QX0.1
主电机刹车
%QX1.7
输纸板风机
%QX0.2
变频器点动
%QX2.0
滚筒吸气泵
%QX0.3
变频器启动
%QX2.1
出纸台风机
%QX0.4
变频器低速
%QX2.2
输纸台上升
%QX0.5
变频器截止
%QX2.3
输纸台下降
%QX0.6
出纸电源
%QX2.4
墨刀上升
%QX0.7
连续电源
%QX2.5
墨刀下降
%QX1.0
单张电源
%QX2.6
出纸台上升
%QX1.1
左前规电源
%QX2.7
出纸台下降
%QX1.2
右前规电源
%QX3.0
网架上升
%QX1.3
左侧规电源
%QX3.1
网架下降
%QX1.4
右侧规电源
%QX3.2
墨盘运动－进
%QX1.5
检测启用指示
%QX3.3
墨盘运动－出
3.2.2 人机界面-HMI
上位监控部份采用和利时HT6600C系列触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏上可以手动进行基本操作，显示设备运行状态和报警信息显示。图4-图7为触摸屏部分监控画面。
4 结论
采用和利时可编程控制器、触摸屏，为网版印刷机设备提供了机电一体化的系统控制方案，满足全自动停回转印刷要求。实践证明，此系统作为印刷机系统解决方案是完全可行的，该方案造价低廉，系统稳定可靠，界面美观友好，功能齐全，通过触摸屏的操作即可在生产过程中加减速，以及查看报警，便于维护设备，因而增加了系统的灵活性，该系统开发成功后，受到了客户的，具有较大的市场推广价值。
一、纸包机介绍
纸包机是用于牛奶、饮料、啤酒等自动化生产线二次包装的设备。
1.1 纸包机结构
纸包机主要由传送带、分组机构、送箱机构、折箱机构以及喷胶几个部分组成。如下图所示：
1.2 纸包机工艺
产品(比如易拉罐)由传送带送入，经分组机构将分成指定规格的组；同时送入纸板箱；经由折箱机构和喷胶机构完成纸程。
二、ELAU智能伺服单元iSH介绍
ELAU是致力于包装行业的自动化专家，其PacDriveTM系统正在遍布全球的超过40,000台包装设备上运行。它是施耐德电气的一家子公司。
ELAU 智能伺服单元 iSH的推出，使得包装设备更加简洁、紧凑、模块化和灵活。下面是 iSH 系统的结构图。一个 iSH 智能伺服单元只需要一根混合电缆，图中绿色所示。
下图是 iSH 系统在一个包装生产线中的分布图。
三、智能伺服单元iSH在纸包机上的应用
3.1 系统方案
以Cxx（C200、C400、C600）系列控制器为中心，通过不同的总线连接了人机屏、扩展 I/O 模块、电源模块PS5。所有的 iSH 都通过一根混合电缆和分线盒 DB5连接到PS5。
3.2 运动同步关系——虚拟主轴
所有的伺服轴都与虚拟主轴（Virtual Master）保持位置同步关系；各个伺服轴的运动曲线就是其位置与虚拟主轴位置的同步关系。
我们的编程工作就主要集中在对各个轴运动曲线的定义。对此， ELAU开发了 ECAM4用来辅助曲线设计和电机选型、分析。
3.3 喷胶控制
喷胶时机的控制对纸包机是非常重要的。在 ELAU 系统中，提供了 CamSwitch 功能。利用该功能我们可以在给定定位置触发喷胶动作；位置参考轴可以是虚拟主轴，也可以是其他伺服轴。
四、总结
ELAU 的智能伺服单元 iSH 使包装设备不仅仅在软件上模块化，而且在电气上也模块化
