CN108045070A - 一种集成套色电子轴控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成套色电子轴控制系统，包括集成有套色控制系统的驱动控制器单元、分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元；分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元分别连接驱动控制器单元。本发明采取分布式I/O架构可优化现场布线，易扩展，增加了系统结构的灵活性。可根据客户实际需要选择分布式挂接或者集中式安装，用户不必再为了模块的放置而烦恼。分布式I/O模块也可以级联使用，满足各种采集需求，且体积小以及可以堆叠和导轨安装固定。

Description

一种集成套色电子轴控制系统

技术领域

本发明涉及电子轴凹版印刷机，具体涉及一种电子轴凹版印刷机控制的集成套色电子轴智能控制系统。

背景技术

目前，随着印刷技术的发展，凹版印刷因为其高速、宽幅、耗能低、效率高、画质好、层次丰富的特点，为国内外印刷厂商所广泛使用，作为主要印刷方式之一的凹版印刷在印刷行业中占有很重要的主导地位。目前印刷机的发展趋势是轻量化、高速化、智能化，为提高工作效率，印刷机速度要尽可能的快，并且还要必须保证印刷精度，这就为凹版印刷机的控制系统研发提出了更高的要求。市场上现有的各种电子轴凹印机控制系统，大都还是在使用通用的运动控制系统、伺服驱动器组成的分离式运动控制系统，再配以单独的套色系统以及张力系统构成整个印刷系统。多套独立系统之间需要使用I/O、模拟量等方式进行交互，增加额外的通信负担，导致系统响应滞后，降低系统可靠性。且系统的安装过程复杂，布线多，维护成本过高，传统的维护人员到现场进行管理、维护困难需要比较长的时间才可以恢复系统的运行。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种将套色系统集成于控制器中，系统采取分布式控制，且内嵌远程诊断功能的电子轴凹版印刷机控制系统。

本发明采用的技术方案是：一种集成套色电子轴控制系统，包括集成有套色控制系统的驱动控制器单元、分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元；分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元分别连接驱动控制器单元；

驱动控制器单元：在集成套色电子轴控制系统中，将套色控制集成进控制器中；每个站点的控制器中都包含基于CPU的Wince实时系统，将自动套色控制的程序运行在各站点的CPU下，各个站点再通过工业千兆以太网gLink-II等环网互联，gLink-II通信协议采用环形冗余拓扑结构，实现数据和链路冗余，各个站点在gLink-II的互联下，系统能从任意站点与云端服务器通信；每一个控制器包含基于DSP+FPGA的高性能运动控制模块和伺服驱动模块，色标传感器连接在控制器上进行色标信号检测，控制器接收色标模拟信号后，由套色程序进行信号处理和误差计算，并将误差结果上报主站，主站根据从站上报的误差计算出各从站套准所需的调整量，再将该调整量反馈给各从站控制器，各从站控制器根据本站的调整量情况驱动本站执行机构电机动作，完成自动套色控制；每个站点都能外接eHMI触摸显示屏，对套色波形进行显示和操作，并在本地观察远端个站点的状态；系统不需要再单独外接套色单元进行套色误差的显示和修正；

分布式I/O单元：I/O模块作为各个站点的资源，直接挂接在本地站点，本地24V供电，刷新周期为250us；所有I/O资源支持本地可控或跨站点直接可控，每一个色组可挂接64个扩展模块；

系统内嵌远程诊断单元：该功能单元基于物联网技术，通过控制器中的网络通讯功能与云平台进行通讯，经设备控制、传感层、调度层、信息管理层的全贯通、互联方案，可以实现连接任意站点与“云端服务器”通信，实现驱动控制器的远程诊断、诊断维护等功能；当设备安装在用户处使用时，只要给控制器插入网线连接上网络，能在任何地点通过电脑登录工业设备物联云平台，然后通过添加设备的名称或设备序列号连接到需要监控操作的控制器设备，便可实时监控到对应设备，获取故障信息进行故障诊断，并采取应对措施、排除故障。

进一步地，所述系统内嵌远程诊断单元的操作过程包括以下步骤：

S1，电脑登录工业设备物联云网平台，进行用户注册；每一个账号对应一个令牌号；

S2，对远程客户端文件进行配置：将远程客户端文件夹triton_wince_i386放入到驱动控制器的Hard Disk根目录下，然后创建Triton.exe快捷方式，实现客户端远程诊断开机自启动；

S3，对cpac_dll动态库配置：将cpac_dll文件夹中cpac_gagent.dll文件和GagentDll.dll文件放置到控制器的CPAC文件夹中；

S4，对options.ini配置文件修改：在步骤S1中的放入控制器的triton_wince_i386文件夹中打开options.ini文件，填写客户端设备序列号；在连接令牌一栏处填入用户云平台对应的令牌号，填写完后保存文件；

S5，对RTS3S.CFG文件修改：在控制器的CPAC文件夹中找到RTS3S.CFG文件，修改之后保存文件；

S6，登录工业设备物联云网平台，添加设备名称，给控制器插上网线，双击Triton.exe或者生成的快捷方式，就可正常运行远程诊断功能。

本发明的优点：

本发明将印刷机的套色控制集成在伺服驱动控制器中，套色控制更加具有针对性，根据印刷的各种工作状态可以做出更加优化的控制策略，从而达到更好的控制效果。系统以千兆物理层为主干网，485为扩展IO子网，减少物理连线，简化设备的现场安装和维护。任何一个站点出现故障，其他站点依然可靠工作，从而极大提高了系统通信的可靠性。

本发明采取分布式I/O架构可优化现场布线，易扩展，增加了系统结构的灵活性。可根据客户实际需要选择分布式挂接或者集中式安装，用户不必再为了模块的放置而烦恼。分布式 I/O模块也可以级联使用，满足各种控制需求，且体积小以及可以堆叠和导轨安装固定，很容易整合在现有的系统中。对用户而言，使用分布式I/O架构意味着为降低成本提供了很大的潜力，安装、布线和调试将变得更快更容易。

本发明远程诊断技术和云技术相结合，采用开放式体系结构，可方便的连接外网。基于物联网云平台，实现“小、快、灵”的实时交互体验，运行安全、稳定、可靠。有效地解决了传统故障诊断和维修中存在的问题，提高了诊断的准确性和及时性，明显地减少了设备生产厂家的售后服务成本，与传统的维护人员花费时间赶去现场相比较，提高服务的及时性，并且大大节省了维护的成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的一种集成套色电子轴控制系统结构框图；

图2是本发明的一种集成套色电子轴控制系统的系统内嵌远程诊断单

元操作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，如图1所示，一种集成套色电子轴控制系统，包括集成有套色控制系统的驱动控制器单元、分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元；分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元分别连接驱动控制器单元；

驱动控制器单元：在集成套色电子轴智能控制系统中，将套色控制集成进控制器中。每个站点（色组）的控制器中都包含基于CPU的Wince实时系统，将自动套色控制的程序运行在该CPU下，各个站点再通过工业千兆以太网gLink-II等环网互联，gLink-II通信协议采用环形冗余拓扑结构，实现数据和链路冗余。每一个控制器包含基于DSP+FPGA的高性能运动控制模块和伺服驱动模块，色标传感器连接在控制器上进行色标信号检测，控制器接收采集色标信号后，由套色程序进行信号处理和误差计算，并将误差结果上报主站（收牵），主站根据从站上报的误差计算出各从站的调整量，然后将该调整量反馈给各从站控制器，驱动执行机构动作，完成自动套色控制。每个站点都可以外接eHMI触摸显示屏，可对套色波形进行显示和操作，并可在本地观察远端各站点的状态，提高操作的简便性。与传统电子轴相比，系统不需要再单独外接套色单元进行套色误差的显示和修正。各个站点在gLink-II的互联下，系统可以从任意站点与“云端服务器”通信，从而实现“云印刷”和“边缘计算”。

分布式I/O单元：为了克服集中式控制的弊端，在集成套色电子轴智能控制系统中，采取了分布式I/O控制。I/O模块作为各个站点的资源，直接挂接在本地站点，本地24V供电，刷新周期为250us。所有I/O资源支持本地可控或跨站点直接可控，每一个色组可挂接64个扩展模块，扩展模块之间无需任何中继器，极大增加了系统的灵活性。分布式I/O系统采用了完全模块化设计选型方案，由于凹版印刷机控制系统具有数字量和模拟量混合控制的要求，只有采取数字量和模拟量混合型模块化设计方案，才能进一步满足这种过程控制系统非常柔性化的要求。不像传统的I/O控制，需要把所有的I/O模块集中安装在一起，且各个模块之间还需要互联，整个系统的可靠性较差。

系统内嵌远程诊断单元：为了克服传统的维护人员到现场进行管理、维护的方式成本较高响应较慢的缺点，在集成套色电子轴控制系统中，基于工业设备物联云平台开发出了针对驱控一体的远程诊断功能。该功能是基于物联网技术，通过控制器中的网络通讯功能与云平台进行通讯，经设备控制、传感层、调度层、信息管理层的全贯通、互联方案，可以实现连接任意站点与“云端服务器”通信，实现驱动控制器的远程诊断、诊断维护等功能。当设备安装在用户处使用时，只要给控制器插入网线连接上网络，可在任何地点通过电脑登录工业设备物联云平台，然后通过添加设备的名称（控制器的序列号）连接到需要监控操作的控制器设备，便可实时监控到对应设备，获取故障信息进行故障诊断，并采取应对措施、排除故障。

远程诊断客户端文件triton_wince_i386文件夹和cpac_dll动态库是直接提供给用户，用户只需根据操作说明对控制器进行操作即可。其中triton_wince_i386文件夹包含Triton.exe主程序、options.ini配置文件、Resources相关的资源目录。cpac_dll文件夹中包含cpac_gagent.dll文件和GagentDll.dll文件。

参考图2，如图2所示，所述系统内嵌远程诊断单元的操作过程包括以下步骤：

S1，电脑登录工业设备物联云网平台，进行用户注册；每一个账号对应一个令牌号；

S2，对远程客户端文件进行配置：将远程客户端文件夹triton_wince_i386放入到驱动控制器的Hard Disk根目录下，然后创建Triton.exe快捷方式，实现客户端远程诊断开机自启动；

S3，对cpac_dll动态库配置：将cpac_dll文件夹中cpac_gagent.dll文件和GagentDll.dll文件放置到控制器的CPAC文件夹中；

S4，对options.ini配置文件修改：在S1步骤中放入控制器的triton_wince_i386文件夹中打开options.ini文件，填写客户端设备序列号；在连接令牌一栏处填入用户云平台对应的令牌号，填写完后保存文件；

S5，对RTS3S.CFG文件修改：在控制器的CPAC文件夹中找到RTS3S.CFG文件，修改之后保存文件；

S6，登录工业设备物联云网平台，添加设备名称（即控制器的序列号），给控制器插上网线，双击Triton.exe或者生成的快捷方式，就可正常运行远程诊断功能。

所述系统内嵌远程诊断单元的操作过程具体为：

S1，电脑登录https://www.neptune-iiot.com/工业设备物联云网平台，进行用户注册；每一个账号对应一个令牌号；

S2，对远程客户端文件进行配置：将远程客户端文件夹放入到驱动控制器Hard Disk目录下，然后创建Triton.exe快捷方式，实现客户端开机自启动；

S3，对cpac_dll动态库配置：将cpc_dll文件夹内容放置到控制器的CPAC文件夹中；

S4，对OPTIONS文件配置：在控制器中打开options文件，填写客户端序列号uuid=Uxxxxxxxxxxxxxx（该序列号xxxxxxxxxxxxxx长度为15位，以控制器标签上的15位编码作为序列号）；在“连接令牌”一栏处填入用户云平台对应的令牌号；

S5，对RTS3S.CFG文件修改：在控制器的CPAC文件夹中找到RTS3S.CFG文件，在CheckExRef=Yes和[VISUALIZATION]之间，填入Path*=cpac_gagent；如果二者之间原来就有Path0后者Path1则依次往后写Path1=cpac_gagent或者 Path2=cpac_gagent，依次类推；修改之后保存文件；

S6，登录工业设备物联云网平台，添加设备名称Uxxxxxxxxxxxxxx，给控制器插上网线，双击Triton.exe就可正常运行远程诊断功能。

本发明将印刷机的套色控制集成在伺服驱动控制器中，套色控制更加具有针对性，根据印刷的各种工作状态可以做出更加优化的控制策略，从而达到更好的控制效果。系统以千兆物理层为主干网，485为扩展IO子网，减少物理连线，简化设备的现场安装和维护。任何一个站点出现故障，其他站点依然可靠工作，从而极大提高了系统通信的可靠性。

本发明采取分布式I/O架构可优化现场布线，易扩展，增加了系统结构的灵活性。可根据客户实际需要选择分布式挂接或者集中式安装，用户不必再为了模块的放置而烦恼。分布式 I/O模块也可以级联使用，满足各种控制需求，且体积小以及可以堆叠和导轨安装固定，很容易整合在现有的系统中。对用户而言，使用分布式I/O架构意味着为降低成本提供了很大的潜力，安装、布线和调试将变得更快更容易。

本发明远程诊断技术和云技术相结合，采用开放式体系结构，可方便的连接外网。基于物联网云平台，实现“小、快、灵”的实时交互体验，运行安全、稳定、可靠。有效地解决了传统故障诊断和维修中存在的问题，提高了诊断的准确性和及时性，明显地减少了设备生产厂家的售后服务成本，与传统的维护人员花费时间赶去现场相比较，提高服务的及时性，并且大大节省了维护的成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种集成套色电子轴控制系统，其特征在于，包括集成有套色控制

系统的驱动控制器单元、分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元；分布式I/O单元、系统内嵌远程诊断单元分别连接驱动控制器单元；

驱动控制器单元：在集成套色电子轴控制系统中，将套色控制集成进控制器中；每个站点的控制器中都包含基于CPU的Wince实时系统，将自动套色控制的程序运行在各站点的CPU下，各个站点再通过工业千兆以太网gLink-II等环网互联，gLink-II通信协议采用环形冗余拓扑结构，实现数据和链路冗余，各个站点在gLink-II的互联下，系统能从任意站点与云端服务器通信；每一个控制器包含基于DSP+FPGA的高性能运动控制模块和伺服驱动模块，色标传感器连接在控制器上进行色标信号检测，控制器接收色标模拟信号后，由套色程序进行信号处理和误差计算，并将误差结果上报主站，主站根据从站上报的误差计算出各从站套准所需的调整量，再将该调整量反馈给各从站控制器，各从站控制器根据本站的调整量情况驱动本站执行机构电机动作，完成自动套色控制；每个站点都能外接eHMI触摸显示屏，对套色波形进行显示和操作，并在本地观察远端个站点的状态；系统不需要再单独外接套色单元进行套色误差的显示和修正；

分布式I/O单元：I/O模块作为各个站点的资源，直接挂接在本地站点，本地24V供电，刷新周期为250us；所有I/O资源支持本地可控或跨站点直接可控，每一个色组可挂接64个扩展模块；

系统内嵌远程诊断单元：该功能单元基于物联网技术，通过控制器中的网络通讯功能与云平台进行通讯，经设备控制、传感层、调度层、信息管理层的全贯通、互联方案，可以实现连接任意站点与“云端服务器”通信，实现驱动控制器的远程诊断、诊断维护等功能；当设备安装在用户处使用时，只要给控制器插入网线连接上网络，能在任何地点通过电脑登录工业设备物联云平台，然后通过添加设备的名称或设备序列号连接到需要监控操作的控制器设备，便可实时监控到对应设备，获取故障信息进行故障诊断，并采取应对措施、排除故障。

2.根据权利要求1所述的集成套色电子轴控制系统，其特征在于，所

述系统内嵌远程诊断单元的操作过程包括以下步骤：

S1，电脑登录工业设备物联云网平台，进行用户注册；每一个账号对应一个令牌号；

S2，对远程客户端文件进行配置：将远程客户端文件夹triton_wince_i386放入到驱动控制器的Hard Disk根目录下，然后创建Triton.exe快捷方式，实现客户端远程诊断开机自启动；

S3，对cpac_dll动态库配置：将cpac_dll文件夹中cpac_gagent.dll文件和GagentDll.dll文件放置到控制器的CPAC文件夹中；

S4，对options.ini配置文件修改：在步骤S1中的放入控制器的triton_wince_i386文件夹中打开options.ini文件，填写客户端设备序列号；在连接令牌一栏处填入用户云平台对应的令牌号，填写完后保存文件；

S5，对RTS3S.CFG文件修改：在控制器的CPAC文件夹中找到RTS3S.CFG文件，修改之后保存文件；

S6，登录工业设备物联云网平台，添加设备名称，给控制器插上网线，双击Triton.exe或者生成的快捷方式，就可正常运行远程诊断功能。