CN103009806A

CN103009806A - 机组式凹版印刷机节能温度控制系统

Info

Publication number: CN103009806A
Application number: CN2012105328812A
Authority: CN
Inventors: 练大伟
Original assignee: Shaanxi Beiren Printing Machinery Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Beiren Printing Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN103009806B

Abstract

本发明公开了一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统，包括多套并行设置的系统控制执行机构、上位机和下位机组成，每套系统控制执行机构包括印刷单元热烘箱，印刷单元热烘箱与烘箱进风风门连接，烘箱进风风门与电加热器通过热风管路连接，电加热器上安装有热风机，上位机包括HMI人机界面，下位机为PCC，PCC包括PCC温度控制模块、PCC数字量控制模块和PCC数字量控制模块，PCC与HMI人机界面通过以态网通讯电缆连接，印刷单元热烘箱内设置有温度传感器，温度传感器通过温度传感器电缆与PCC温度控制模块连接，热风机通过热风机电缆与PCC连接,电加热器通过加热器电缆与PCC连接。解决现有机组式凹版印刷机中存在的高耗能问题。

Description

机组式凹版印刷机节能温度控制系统

技术领域

本发明属于印刷包装设备的自动化控制技术领域，涉及一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统。

背景技术

在印刷包装行业，我们不管采取柔印、胶印还是凹版印刷，都必须采用大型设备才能完成高品质、大批量、且满足包装需求的精美包装印刷品。而这些大型的包装设备，其运行过程无疑就伴随着高污染，高耗能。因此，节能、环保、高效就成为印刷包装设备评估其优劣的重要指标。本发明就是基于机组式凹版印刷机而设计的温度控制系统，旨在有效节能，同时完成印刷机温度控制的自动化和智能化。

发明内容

本发明的目的是提供一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统，解决现有机组式凹版印刷机中存在的高耗能问题。

本发明所采用的技术方案是，一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统，包括多套并行设置的系统控制执行机构、上位机和下位机组成，

每套系统控制执行机构包括印刷单元热烘箱，印刷单元热烘箱与烘箱进风风门连接，烘箱进风风门与电加热器通过热风管路连接，电加热器上安装有热风机，

上位机包括HMI人机界面，

下位机为PCC，PCC包括PCC温度控制模块、PCC数字量控制模块和PCC数字量控制模块，PCC与HMI人机界面通过以态网通讯电缆连接，

印刷单元热烘箱内设置有温度传感器，温度传感器通过温度传感器电缆与PCC温度控制模块连接，热风机通过热风机电缆与PCC连接,电加热器通过加热器电缆与PCC连接。

本发明的特点还在于，

其中电加热器与PCC数字量控制模块之间连接有空气开关I和交流接触器。

其中热风机与PCC数字量控制模块之间连接有空气开关II和变频器。

本发明的有益效果是：

1、通过降低加热控制回路和热风控制回路的线损，采用可靠控制算法，有效节能；

2、通过人机界面和PCC控制，实现温度集中控制和配方管理，达到机组式凹版印刷机的温度控制人性化和智能化。

附图说明

图1是本发明的机组式凹版印刷机节能温度控制系统组成图；

图2是本发明的系统中控制回路原理图。

图中：1、加热器电缆，2、热风机电缆，3、温度传感器电缆，4、PCC温度控制模块，5、PCC数字量控制模块，6、PCC数字量控制模块，7、PCC，8、以太网通讯电缆，9、HMI人机界面，10、印刷单元热烘箱，11、温度传感器，12、烘箱进风风门，13、热风机，14、电加热器，15、热风管路，16、空气开关I，17、交流接触器，18、空气开关II，19、变频器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统，如图1所示，包括多套并行设置的系统控制执行机构、上位机和下位机组成，

每套系统控制执行机构包括印刷单元热烘箱10，印刷单元热烘箱10与烘箱进风风门12连接，烘箱进风风门12与电加热器14通过热风管路15连接，电加热器14上安装有热风机13，

上位机包括HMI人机界面9，

下位机为PCC7，PCC7包括PCC温度控制模块4，PCC数字量控制模块5，PCC数字量控制模块6，PCC7与HMI人机界面9通过以态网通讯电缆8连接，

印刷单元热烘箱10内设置有温度传感器11，温度传感器11通过温度传感器电缆3与PCC温度控制模块4连接，热风机13通过热风机电缆2与PCC7连接,电加热器14通过加热器电缆1与PCC7连接。

如图1所示，本发明的机组式凹版印刷机智能型节能温度控制系统是温度控制方面的智能化调节和为了实现有效节能的。它是由PCC 7，PCC温度控制模块4，PCC数字量控制模块5，PCC数字量控制模块6等组成下位机，由以态网通讯电缆8电连接上位机HMI人机界面9，由温度传感器11作为检测元件，通过温度传感器电缆3电连接将实际测到的温度信号传递给PCC 7。系统中，印刷单元热烘箱10，烘箱进风风门12，热风机13，电加热器14，热风管路15等组成系统的控制执行机构。热风机13，电加热器14分别通过热风机电缆2和加热器电缆1电连接至机器的主控制柜，间接受PCC 7内控制程序的协调控制。

该控制系统中上位机HMI人机界面9是人与系统交换信息的唯一渠道。完成系统温度参数的读写和温度实际状态的监控。同时实现不同印刷品不同印刷工艺所需的温度设定参数的配方菜单的管理。对于再次生产同一印刷品时，可以通过调用配方的方式，实现“一键还原”温度设定，本发明设计的系统所提供的参数集中管理和“一键还原”功能更利于机器的快速操作、用户生产管理和人性化管理，从而有效提升了操作者工作效率。

如图2所示电加热器14与PCC数字量控制模块6之间连接有空气开关I16和交流接触器17。热风机13与PCC数字量控制模块5之间连接有空气开关II18和变频器19。

如图2所示，该图示是本发明的机组式凹版印刷机智能型节能温度控制系统的电路主回路控制，以三色组印刷机为例。该回路采用国家标准的三相五线制规范而设计的，U、V、W为工厂供电电源线，PE为接地线，N为中性线。空气开关I16和空气开关II18为各个分支电路的电源开关（代号分别为QM1---QM12），交流接触器17为各个分支电路的控制元件（代号分别为KM1---KM9），其闭合和断开控制指令由PCC 7来控制，电加热器14（代号分别为EH1---EH17）在机组式凹版印刷机内，每一色组一般是分布9个，为确保3相电的平衡，通常采用3*3的模式，分为“高、中、低”三档控制。热风机13（代号分别为M1---M3）通过变频器19（代号分别为E1---E3）来控制，而变频器19的使能信号由PCC 7来控制。作为大功率的热风机13，在本发明的机组式凹版印刷机智能型节能温度控制系统中，不仅采用变频器19来控制，而且，其启动过程也是分组延时启动的，目的在于避免其启动对电网的冲击。

由于印刷工艺的需求，机组式凹版印刷机的高耗能问题主要体现在温度控制所需的加热和热风循环。当然，组式凹版印刷机的加热方式多种多样，如电加热、蒸汽加热、天然气加热等等，本发明仅涉及常见的电加热。

现有的机组式凹版印刷机的电加热和热风循环，采用简单的单元色组内独立完成加热和热风循环，各个单元之间没有任何关联。在印刷机运行过程中，远远没有考虑大功率的加热管和热风机运行对电网的冲击和电能损耗。而且对温度控制的自动化控制和人性化操作考虑很少，仅仅满足了印刷机正常运行的需求。

在本发明设计的温度控制系统中，PCC7即可编程计算机控制器和HMI人机界面9始终保持以太网通讯，实现数据的交换（包括设定和显示），同时实现不同印刷品不同印刷工艺所需的温度设定参数的配方菜单的管理。对于再次生产同一印刷品时，可以通过调用配方的方式，实现“一键还原”温度设定，本发明设计的系统所提供的参数集中管理和“一键还原”功能更利于机器的快速操作、用户生产管理和人性化管理，从而有效提升了操作者工作效率。当然，PCC7内载有严格的控制算法，是确保系统节能性的关键。

在图1中，热风机13采用变频控制，由电加热器14实现电能转化为热能，电加热器14采用的电加热器为石英管，通过热风机13将电加热器14内热空气通过热风管路15送至机组式凹版印刷机的印刷单元热烘箱10内，在印刷单元热烘箱10内设置有温度传感器11，实时监测印刷单元热烘箱10内的温度，该温度传感器11通过温度传感器电缆3，将温度转换为电信号，传递给PCC7的PCC温度控制模块4，PCC7根据该温度的实际情况，结合其它印刷单元的实际温度，与HMI人机界面9内设定的印刷机正常工作所需的温度相比较，通过PCC7内温度控制的算法实现对每一色印刷单元电加热器14加热情况的分配和控制。

降损节能，是加强线损管理的一项重要技术管理手段，一般的，线损作用最大的是导线本身电阻的作用。单相电路线损计算为：ΔP=I²R(ΔP为损失功率，I为负荷电流，R为导线电阻)；三相电力线路线损计算为：ΔP=ΔPA+ΔPB+ΔPC=3I²R；再者，导线本身电阻R又受温升和负载电流的影响，即R=R20+RT+RI（R20为20摄氏度下自身电阻，RT为温度附加电阻，RI为负载电流附加阻值）。显然，电缆所负荷的电流是产生线损的主导因素。对于机组式凹版印刷机，每一色组单元的加热功率大约在45KW-95KW之间，如果按最为广泛使用的10色组印刷机来估算，可想而知，对于电缆的负荷电流是相当大的。在机组式凹版印刷机，每一色组内对于电加热器的布局，一般是分布9个，为确保3相电的平衡，通常采用3*3的模式，分为“高、中、低”三档控制。因此上，本发明基于合理分布整个印刷机加热电流密度的方式，采用PCC7进行集中控制，结合具体印刷工艺，综合分析所有印刷单元的加热情况，对系统内每一组加热器的开启和关闭做排序处理，依据温差实况，排列控制优先级，优先级高的单元优先加热，依次降级处理。这样就有效避免了所有印刷单元各档加热器同时加热，造成电流峰值的不断出现，实现降损节能。

该控制系统中下位机完成整个系统的控制程序的编制，实现具体的工艺和数据处理。温度传感器11将检测到的各个印刷色组单元热烘箱10内的实际温度反馈给PCC温度控制模块4，PCC 7接收到来此不同印刷单元色组的温度信号，来综合分析，结合具体印刷工艺，判别分析所有印刷单元的加热情况，对系统内每一组电加热器14（六色组印刷机每色分为高温档、中温档、低温档3组，共18组）的开启和关闭做排序处理，依据温差实况，排列控制优先级，优先级高的单元优先加热，依次降级处理，然后从而实现具体的温度控制。热风机13，电加热器14一般来说功率较大，也是机组式凹版印刷机高耗能的主要原因，热风机电缆2和加热器电缆1由于热风机13，电加热器14一般来说功率较大，自然就是机组式凹版印刷机机身内线损产生的主要控制点，而机组式凹版印刷机机身外，为机器供电的主电缆以及工厂内电网其损耗将会更大。本发明所涉及的机组式凹版印刷机智能型节能温度控制系统就是依据加强线损管理的宗旨而设计的。因此上，本发明基于合理分布整个印刷机加热电流密度的方式，采用PCC集中控制，结合具体印刷工艺，综合分析所有印刷单元的加热情况，对系统内每一组加热器的开启和关闭做排序处理，依据温差实况，排列控制优先级，优先级高的单元优先加热，依次降级处理。这样就有效避免了所有印刷单元各档加热器同时加热，造成电流峰值的不断出现，实现降损节能。

Claims

1.一种机组式凹版印刷机节能温度控制系统，其特征在于，包括多套并行设置的系统控制执行机构、上位机和下位机组成，

所述每套系统控制执行机构包括印刷单元热烘箱（10），印刷单元热烘箱（10）与烘箱进风风门（12）连接，烘箱进风风门（12）与电加热器（14）通过热风管路（15）连接，电加热器（14）上安装有热风机（13），

所述上位机包括HMI人机界面（9），

所述下位机为PCC（7），PCC（7）包括PCC温度控制模块（4）、PCC数字量控制模块（5）和PCC数字量控制模块（6），PCC（7）与HMI人机界面（9）通过以态网通讯电缆（8）连接，

所述印刷单元热烘箱（10）内设置有温度传感器（11），温度传感器（11）通过温度传感器电缆（3）与PCC温度控制模块（4）连接，热风机（13）通过热风机电缆（2）与PCC（7）连接,电加热器（14）通过加热器电缆（1）与PCC（7）连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电加热器（14）与PCC数字量控制模块（6）之间连接有空气开关I（16）和交流接触器（17）。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热风机（13）与PCC数字量控制模块（5）之间连接有空气开关II（18）和变频器（19）。