CN103707629B - 一种凹版印刷机全自动热风装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹版印刷机全自动热风装置，包括烘箱，烘箱的进气端依次连接有加热管、进风风机和进风风门，烘箱的出气端依次连接有排风风门和排风风机，所述进风风门与排风风门之间还连接有回风风门，进风风机还与进风变频器通过信号线缆连接，排风风机还与排风变频器通过信号线缆连接，进风变频器、排风变频器、进风风门、排风风门和回风风门均与PLC通过信号线缆连接，PLC还与HMI、进风风门电位器、排风风门电位器及回风风门电位器通过信号线缆连接。其中整个系统以HMI作为上位机，PLC作为控制器，变频器和电机作为执行机构，电位器作为反馈信号，使整个系统实现凹版印刷机热风系统的全自动化。

Description

一种凹版印刷机全自动热风装置及控制方法

技术领域

本发明属于印刷机自动控制领域，涉及一种凹版刷印机全自动热风装置，本发明还涉及该装置的控制方法。

背景技术

印刷厂家用户每次换单后，风机和风门都是不变的，也就是说是按照最大涂布量设定的，在这种情况下，能耗非常高，但是如果每次需要人工调整，很容易出现进风风机、排风风机、进风风门、排风风门、回风风门等各个参数的不匹配，同时要求调整这些参数的人员对工艺非常熟悉，这对印刷厂家来说是一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种凹版印刷机全自动热风装置，能够使用户在印刷订单更换后，只需人为的输入少量参数，就可自动计算出系统所需要的风量，根据这些风量来自动控制进风风机、排风风机、进风风门、排风风门、回风风门。

本发明的技术方案是，一种凹版印刷机全自动热风装置，包括烘箱，烘箱的进气端依次连接有加热管、进风风机和进风风门，烘箱的出气端依次连接有排风风门和排风风机，进风风门与排风风门之间还连接有回风风门，

进风风机还与进风变频器通过信号线缆连接，排风风机还与排风变频器通过信号线缆连接，进风变频器、排风变频器、进风风门、排风风门和回风风门均与PLC通过信号线缆连接，PLC还与HMI、进风风门电位器、排风风门电位器及回风风门电位器通过信号线缆连接。

本发明的另一目的是提供一种凹版印刷机全自动热风装置的控制方法，按照以下步骤实施

1)通过算法计算得到排风风量Q3，

其中G为每小时溶剂的蒸发量，α为混合溶剂蒸汽的爆炸下限值；

2)使用风速仪分别在进风风门和排风风门的出风端测量风量，其中进风风机与排风风机频率分别选取30Hz、40Hz、50Hz及60Hz，进风风门与排风风门角度分别选取10°、30°、60°及90°，测得16组进风风量数据和16组排风风量数据；

3)根据步骤1)中得到的排风风量Q3在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的排风风机的频率，若在步骤2)中测得的风量数值中没有与Q3对应的风量值，则替换风机选型后重复步骤2)，

根据步骤1)中得到的排风风量Q3，通过算法Q1＝K×Q3得到进风风量Q1，其中K的取值为0<K<1，

根据Q1在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的进风风机的频率；

4)根据步骤2)得到的风量数据及步骤3)得到的风机频率分别绘制对应频率的风机进风曲线图和排风曲线图，进风曲线图横坐标为进风风门的角度，纵坐标为对应的进风风量值，排风曲线图横坐标为排风风门的角度，纵坐标为对应的排风风量值，并分别计算每幅曲线图中8段直线的直线方程；

5)将步骤1)得到的排风风量Q3带入到步骤4)得到的排风曲线图的对应直线方程中，得到排风风门所应设置的角度，

将步骤3)得到的进风风量Q1带入到步骤4)得到的进风曲线图的对应直线方程中，得到进风风门所应设置的角度；

6)将步骤3)中得到的排风风机与进风风机的频率、步骤5)得到的排风风门所应设置的角度及进风风门所应设置的角度在HMI中进行设定，并且在HMI中设定回风风门的角度为40°-60°，通过PLC实时检测排风风机与进风风机的频率，以及排风风门、进风风门和回风风门的角度，完成对凹版印刷机全自动热风装置的控制。

其中步骤1)中

$G=V\&times;L\&times;60\&times;P\&times;(\frac{1}{m}-1),$

其中V为机器速度，L为料膜幅宽，P为湿涂量，m为固含量。

步骤3)中排风风量或进风风量若出现在不同频率下风量相同的情况，则选择较低的频率。

本发明有益效果是，更换订单后不需要人为的去调整风门和风机频率，实现了整个热风系统的自动化，减少了工艺对操作工人的依赖，节省人力和能源。

附图说明

图1是本发明凹版印刷机全自动热风装置的结构示意图；

图2是本发明凹版印刷机全自动热风装置的信号连接框图；

图3是本发明凹版印刷机全自动热风装置的控制方法的流程图。

图中，1.烘箱，2.加热管，3.进风风机，4.进风风门，5.排风风门，6.排风风机，7.回风风门，8.HMI，9.进风变频器，10.排风变频器，11.PLC，12.进风风门电位器，13排风风门电位器，14.回风风门电位器。

具体实施方式

本发明提供一种凹版印刷机全自动热风装置，如图1及图2所示，包括烘箱1，烘箱的进气端依次连接有加热管2、进风风机3和进风风门4，烘箱1的出气端依次连接有排风风门5和排风风机6，所述进风风门4与排风风门5之间还连接有回风风门7，

进风风机3还与进风变频器9通过信号线缆连接，排风风机6还与排风变频器10通过信号线缆连接，进风变频器9、排风变频器10、进风风门4、排风风门5和回风风门7均与PLC11通过信号线缆连接，PLC11还与HMI8、进风风门电位器12、排风风门电位器13及回风风门电位器14通过信号线缆连接。

其中HMI8用于设定各类参数；PLC11用于按照HMI8中的参数计算所需风量和风门角度，通过模拟量值控制进风变频器9、排风变频器10、进风风门4、排风风门5、回风风门7；进风变频器9用于驱动进风风机3的驱动器；排风变频器10用于驱动排风风机6的驱动器；进风风门电位器12、排风风门电位器13及回风风门电位器14用于检测对应各个风门的实时位置，并反馈给PLC11，保证PLC11控制的目标值和实测值一致，形成一个闭环控制。

本发明还提供一种凹版印刷机全自动热风装置的控制方法，按照以下步骤实施：

1)实现全自动热风控制系统的关键是计算出排风风量，通过算法计算得到排风风量Q3，Q3单位为m³/h，

其中G为每小时溶剂的蒸发质量，单位为g，α为混合溶剂蒸汽的爆炸下限值，单位为g/m³，α的取值为0.02<α<0.035，G可由求得，

其中V为机器速度，单位为m/min，L为料膜幅宽，单位为m，P为湿涂量，单位为g/m²，m为固含量，无单位；

2)使用风速仪分别在进风风门4和排风风门5的出风端测量风量，其中进风风机3与排风风机6频率分别选取30Hz、40Hz、50Hz及60Hz，进风风门4与排风风门5角度分别选取10°、30°、60°及90°，测得16组进风风量数据和16组排风风量数据；

3)根据步骤1)中得到的排风风量Q3在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的排风风机6的频率，若在步骤2)中测得的风量数值中没有与Q3对应的风量值，则替换风机选型后重复步骤2)，

理论上进风和排风的风量是一致的，即Q1＝Q3实际应用中为了形成负压，对于进风风量和排风风量给定一定的比例关系，故可根据步骤1)中得到的排风风量Q3，通过算法Q1＝K×Q3得到进风风量Q1，其中K的取值为0<K<1，

根据Q1在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的进风风机3的频率，

其中排风风量或进风风量若出现在不同频率下风量相同的情况，则选择较低的频率，

4)根据步骤2)得到的风量数据及步骤3)得到的风机频率分别绘制对应频率的风机进风曲线图和排风曲线图，进风曲线图横坐标为进风风门4的角度，纵坐标为对应的进风风量值，排风曲线图横坐标为排风风门5的角度，纵坐标为对应的排风风量值，并分别计算每幅曲线图中8段直线的直线方程；

5)将步骤1)得到的排风风量Q3带入到步骤4)得到的排风曲线图的对应直线方程中，得到排风风门5所应设置的角度，

将步骤3)得到的进风风量Q1带入到步骤4)得到的进风曲线图的对应直线方程中，得到进风风门4所应设置的角度；

6)将步骤3)中得到的排风风机6与进风风机3的频率、步骤5)得到的排风风门5所应设置的角度及进风风门4所应设置的角度在HMI中进行设定，并且在HMI中设定回风风门7的角度为40°-60°，通过PLC11实时检测排风风机6与进风风机3的频率，以及排风风门5、进风风门4和回风风门7的角度，完成对凹版印刷机全自动热风装置的控制。

Claims (3)

1.一种凹版印刷机全自动热风装置的控制方法，其特征在于，

基于一种凹版印刷机全自动热风装置，包括烘箱(1)，烘箱的进气端依次连接有加热管(2)、进风风机(3)和进风风门(4)，烘箱(1)的出气端依次连接有排风风门(5)和排风风机(6)，所述进风风门(4)与排风风门(5)之间还连接有回风风门(7)，所述进风风机(3)还与进风变频器(9)通过信号线缆连接，排风风机(6)还与排风变频器(10)通过信号线缆连接，进风变频器(9)、排风变频器(10)、进风风门(4)、排风风门(5)和回风风门(7)均与PLC(11)通过信号线缆连接，PLC(11)还与HMI(8)、进风风门电位器(12)、排风风门电位器(13)及回风风门电位器(14)通过信号线缆连接；

具体按照以下步骤实施：

1)通过算法计算得到排风风量Q3，其中G为每小时溶剂的蒸发量，α为混合溶剂蒸汽的爆炸下限值；

2)使用风速仪分别在进风风门(4)和排风风门(5)的出风端测量风量，其中进风风机(3)与排风风机(6)频率分别选取30Hz、40Hz、50Hz及60Hz，进风风门(4)与排风风门(5)角度分别选取10°、30°、60°及90°，测得16组进风风量数据和16组排风风量数据；

3)根据步骤1)中得到的排风风量Q3在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的排风风机(6)的频率，若在步骤2)中测得的风量数值中没有与Q3对应的风量值，则替换风机选型后重复步骤2)，

根据步骤1)中得到的排风风量Q3，通过算法Q1＝K×Q3得到进风风量Q1，其中K的取值为0<K<1，

根据Q1在步骤2)中测得的对应风量中查找到与其匹配的进风风机(3)的频率；

4)根据步骤2)得到的风量数据及步骤3)得到的风机频率分别绘制对应频率的风机进风曲线图和排风曲线图，进风曲线图横坐标为进风风门(4)的角度，纵坐标为对应的进风风量值，排风曲线图横坐标为排风风门(5)的角度，纵坐标为对应的排风风量值，并分别计算每幅曲线图中8段直线的直线方程；

5)将步骤1)得到的排风风量Q3带入到步骤4)得到的排风曲线图的对应直线方程中，得到排风风门(5)所应设置的角度，将步骤3)得到的进风风量Q1带入到步骤4)得到的进风曲线图的对应直线方程中，得到进风风门(4)所应设置的角度；

6)将步骤3)中得到的排风风机(6)与进风风机(3)的频率、步骤5)得到的排风风门(5)所应设置的角度及进风风门(4)所应设置的角度在HMI中进行设定，并且在HMI中设定回风风门(7)的角度为40°-60°，通过PLC(11)实时检测排风风机(6)与进风风机(3)的频率，以及排风风门(5)、进风风门(4)和回风风门(7)的角度，完成对凹版印刷机全自动热风装置的控制。

2.根据权利要求1所述的凹版印刷机全自动热风装置的控制方法，其特征在于，步骤1)中

$G=V\&times;L\&times;60\&times;P\&times;(\frac{1}{m}-1),$

其中V为机器速度，L为料膜幅宽，P为湿涂量，m为固含量。

3.根据权利要求1所述的凹版印刷机全自动热风装置的控制方法，其特征在于，步骤3)中排风风量或进风风量若出现在不同频率下风量相同的情况，则选择较低的频率。