DD254921A1 - DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF THE PRINTING RAIL IN THE RAIL DRIER WHEN HEATING UP - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Rollenrotationsdruckmaschinen mit nachgeordnetem Bahntrockner. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der Bedruckstoffbahn waehrend des Aufheizens des Bahntrockners auf den maximal zulaessigen Temperaturwert zu bringen und dort zu halten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine Festwertregelung geloest, bei der in Abhaengigkeit von der Temperaturabweichung die Bahngeschwindigkeit beeinflusst wird. Dazu ist im Bahntrockner nahe dem Bahnauslauf ein Sensor zum Messen der Temperatur der Bedruckstoffbahn angeordnet, der in Verbindung mit einem Regler und einem Stellantrieb zum Stellen der Bahngeschwindigkeit eine Regeleinrichtung bildet. Das An- und Hochfahren der Rollenrotationsdruckmaschine laesst sich damit dem Aufheizen des Bahntrockners so anpassen, dass Makulatur minimal anfaellt. Fig. 1The invention relates to web-fed rotary printing machines with a downstream web dryer. The invention has for its object to bring the temperature of the printing substrate during the heating of the web dryer to the maximum permissible temperature value and to hold there. According to the invention, the object is achieved by a fixed value control in which the web speed is influenced as a function of the temperature deviation. For this purpose, a sensor for measuring the temperature of the printing material web is arranged in the web dryer near the web outlet, which forms a control device in conjunction with a controller and an actuator for setting the web speed. Starting and raising the web-fed rotary press can thus be adapted to heating up the web dryer so that paper waste is minimal. Fig. 1
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn im Bahntrockner beim Aufheizen. Die Erfindung bezieht sich auf Rollenrotationsdruckmaschinen mit nachgeordnetem Bahntrockner.The invention relates to a device for regulating the temperature of the printing material web in the web dryer during heating. The invention relates to web-fed rotary printing machines with a downstream web dryer.
Die Trocknung der aufgedruckten Farben ist besonders bei schnellaufenden Rollenrotationsdruckmaschinen sehr wichtig und kann die Laufgeschwindigkeit der Maschinen entscheidend begrenzen (Abliegen und Abschmieren). Bei Wärmeeinwirkung auf die frischgedruckten Farben verlaufen die mit dem Trocknen zusammenhängenden Prozesse schneller. Allgemein haben sich Heißlufttrockner durchgesetzt.The drying of the printed colors is very important especially for high-speed web-fed rotary printing presses and can limit the running speed of the machines decisively (lying and greasing). When heat is applied to the freshly printed inks, the drying processes are faster. Generally, hot air dryers have prevailed.
Das Trocknen mittels Bahntrockner beansprucht jedoch auch die Bedruckstoffbahn. Eine zu hohe Temperatur der Bedruckstoffbahn bewirkt ein Schrumpfen und Verspröden, wodurch die Weiterverarbeitung in Frage gestellt ist.However, drying by means of a web dryer also requires the printing material web. Too high a temperature of the printing substrate causes a shrinkage and embrittlement, whereby the further processing is in question.
Die Temperatur der Bedruckstoffbahn hängt von der Innentemperatur des Bahntrockners, der Laufzeit des Bahnelementes im Bahntrockner sowie von einer bedruckstoffspezifischen Konstanten ab.The temperature of the printing substrate depends on the internal temperature of the web dryer, the running time of the web element in the web dryer and on a substrate-specific constants.
Bekannt sind Bahntrockner mit einem berührungslos die Temperatur der Bedruckstoffbahn messenden Sensor als Bestandteil einer Regeleinrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn mittels der Stellgröße Wärmezufuhr zum Bahntrockner, vergl. z. B. Prospekt: BUTAB — Die neue Generation CLEAN AIR Hochgeschwindigkeits-Heißlufttrockner, Fa.Are known web dryer with a non-contact the temperature of the printing material measuring sensor as part of a control device for regulating the temperature of the printing material by means of the manipulated variable heat supply to the web dryer, see. B. Brochure: BUTAB - The new generation CLEAN AIR high speed hot air dryer, Fa.
BUTAB, Spanga, Schweden (veröffentlicht 1983).BUTAB, Spanga, Sweden (published in 1983).
Regeleinrichtungen dieser Art steuern die Wärmezufuhr in indirekter Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit und sind sinnvoll während des Fortdruckes einsetzbar. Solange jedoch während des Aufheizens des Bahntrockners die Innentemperatur des Bahntrockners sich erheblich ändert und die Druckanstellung noch nicht möglich ist, muß eine in den Bahntrockner bereits eingezogene Bedruckstoffbahn kontinuierlich bewegt werden — es entsteht Makulatur. Eine Minimierung der Makulaturmenge erfordertes, einerseits den Aufheizvorgang in möglichst kurzer Zeit ablaufen zu lassen — d.h. volle Wärmezufuhr — und andererseits die Bedruckstoffbahn mit möglichst geringer Bahngeschwindigkeit zu bewegen. Die Regeleinrichtung der oben erwähnten Art löst diese Aufgabe nicht.Control devices of this type control the heat supply in indirect dependence on the web speed and are useful during the printing used. However, as long as the internal temperature of the web dryer changes significantly during the heating of the web dryer and the pressure adjustment is not yet possible, an already retracted in the web dryer substrate web must be moved continuously - it creates waste. Minimizing the amount of waste requires, on the one hand, the heating process to take place in the shortest possible time - i. full heat supply - and on the other hand to move the substrate web with the lowest possible web speed. The control device of the type mentioned above does not solve this task.
Ziel der Erfindung ist es, das An- und Hochfahren einer Rollenrotationsdruckmaschine dem Aufheizen eines Bahntrockners so anzupassen, daß Makulatur minimal anfällt.The aim of the invention is to adapt the startup and run of a web-fed rotary printing press to the heating of a web dryer so that waste accumulates minimal.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der Bedruckstoffbahn während des Aufheizens des Bahntrockners auf den maximal zulässigen Temperaturwert zu bringen und dort zu halten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Festwertregelung gelöst — Sollwert ist der maximal zulässige Temperaturwert für die eingesetzte Bedruckstoffbahn — bei der in Abhängigkeit von der Regelabweichung die Bahngeschwindigkeit beeinflußt wird.The invention has for its object to bring the temperature of the printing material during the heating of the web dryer to the maximum allowable temperature value and to hold there. According to the invention the object is achieved by a fixed value control - target value is the maximum permissible temperature value for the printing material used - in which the web speed is influenced as a function of the control deviation.
Im Bahntrockner ist nahe dem Bahnauslauf ein Sensor zum Messen der Temperatur der Bedruckstoffbahn angeordnet. Der Istwerteingang eines Reglers ist an den Ausgang des Sensors angeschlossen, der Sollwerteingang des Reglers ist mit einem vorgebbaren Festwert, dem maximal zulässigen Temperaturwert entsprechend, beaufschlagbar. Der Ausgang des Reglers ist mit dem Eingang eines Stellantriebes zum Stellen der Bahngeschwindigkeit verbunden. Zum Abbau der Regelabweichung ist die Bahngeschwindigkeit im gleichen Wirkungssinn wie die Änderung der Temperatur der Bedruckstoffbahn änderbar, d. h., daß z.B. eine Erhöhung der Temperatur der Bedruckstoffbahn eine Vergrößerung der Bahngeschwindigkeit bewirkt. Diese Lösung ermöglicht es, die Bahngeschwindigkeit in indirekter Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizens des Bahntrockners zu steuern. Die zu regelnde Bahntemperatur im Bahntrockner wird vom Sensor dauernd erfaßt und das Signal der Temperatur wird vom Regler mit dem Signal des Sollwertes dieser Temperatur — der maximal zulässigen Bahntemperatur — ständig verglichen. Abhängig von der Regelabweichung wird die Bahngeschwindigkeit so beeinflußt, daß eine Angleichung der Bahntemperatur an den Sollwert erfolgt. Vor Beginn des Auf heizens des Bahntrockners arbeitet die Regeleinrichtung an einem unteren Anschlag, da die Regelabweichung vor Beginn des Aufheizens nach Betrag und Richtung'Maschinenstillstand (Bahngeschwindigkeit null) bewirkt.In the web dryer, a sensor for measuring the temperature of the printing material web is arranged near the web outlet. The actual value input of a controller is connected to the output of the sensor, the setpoint input of the controller can be acted upon with a predefinable fixed value corresponding to the maximum permissible temperature value. The output of the controller is connected to the input of an actuator for setting the web speed. To reduce the control deviation, the web speed can be changed in the same sense of action as the change in the temperature of the printing substrate, d. that is, e.g. an increase in the temperature of the printing material web causes an increase in the web speed. This solution makes it possible to control the web speed in indirect dependence on the process of heating the web dryer. The web temperature to be controlled in the web dryer is continuously detected by the sensor and the signal of the temperature is constantly compared by the controller with the signal of the desired value of this temperature - the maximum permissible web temperature. Depending on the control deviation, the web speed is influenced in such a way that the web temperature is adjusted to the desired value. Before the start of heating on the web dryer, the control device works at a lower stop, since the deviation causes before the start of heating by amount and direction'Maschinenstillstand (web speed zero).
Während des Aufheizens des Bahntrockners nähert sich die Innentemperatur des Bahntrockners mit einer Verzögerung 1. Ordnung dem dem thermischen Gleichgewicht entsprechenden Temperaturendwert an. Diese zeitliche Änderung der Innentemperatur beim Aufheizen ist eine Störung, auf die das Regelsystem reagiert. Es stellt sich jeweils die Bahngeschwindigkeit ein, die zur Angleichung der Bahntemperatur an den Sollwert—die maximal zulässige Bahntemperatur— erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Druckmaschine in Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizvorganges des Bahntrockners hochgefahren wird. Das Hochfahren geschieht mit der minimal zulässigen Bahngeschwindigkeit—Makulatur fällt minimal an. In Ausgestaltung der Erfindung ist dem Ausgang des Sensors ein automatisch oder von Hand betätigbarer Umschalter so nachgeordnet, daß der Sensor wahlweise Meßglied des Regelkreises zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Bahngeschwindigkeit oder Meßglied eines an sich bekannten Regelkreises zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Wärmezufuhr zum Bahntrockner ist.During the heating of the web dryer, the internal temperature of the web dryer approximates, with a delay of the first order, the temperature value corresponding to the thermal equilibrium. This change over time in the internal temperature during heating is a fault to which the control system reacts. It adjusts in each case the web speed, which is necessary to equalize the web temperature to the setpoint-the maximum permissible Bahntemperatur-. This means that the printing machine is started up in response to the expiration of the heating process of the web dryer. The startup happens with the minimum permissible web speed waste minimally. In an embodiment of the invention, an automatically or manually operable switch is downstream of the sensor so that the sensor optional measuring element of the control loop for regulating the web temperature by means of the manipulated variable web speed or measuring element of a known control loop for regulating the web temperature by means of the manipulated variable heat supply Web dryer is.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, vorzugsweise nach Beendigung des Aufheizens in Betrieb genommen, auf bekannte Weise die Innentemperatur des Bahntrockners oder auch die Bahntemperatur in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit zu regeln.This embodiment makes it possible, preferably taken after completion of the heating in operation, to regulate in known manner, the internal temperature of the web dryer or the web temperature as a function of the web speed.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Ausgang des Sensors und dem Istwerteingang des Reglers ein Analog-Digital-Wandler eingefügt und ist der Regler durch einen digitalen Prozeßrechner realisiert. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die selbsttätige Erfassung des digitalisierten Signales der zu regelnden Temperatur, die Verarbeitung entsprechend der Übertragungsfunktion des Reglers und die Ausgabe des Steuersignales zum Steuern der Maschinengeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit) im Echtzeitbetrieb vom Prozeßrechner ausgeführt.In a further embodiment of the invention, an analog-to-digital converter is inserted between the output of the sensor and the actual value input of the controller and the controller is implemented by a digital process computer. According to this embodiment, the automatic detection of the digitized signal of the temperature to be controlled, the processing according to the transfer function of the controller, and the output of the control signal for controlling the machine speed (web speed) are executed in real-time operation by the process computer.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing shows
Fig. 1: ein Blockschema der Einrichtung Fig.2: einen Signalflußplan (vereinfacht).Fig. 1: a block diagram of the device Fig.2: a Signalflussplan (simplified).
Im Bahntrockner 1 ist nahe dem Bahnauslauf ein Sensor 2 zum Messen der Bahntemperatur θΒ der Bedruckstoffbahn 3, beispielsweise ein berührungslos messender infrarotstrahlungsempfindlicher Sensor, angeordnet. Der Istwerteingang eines Reglers 4 ist über den Umschalter 11 an den Ausgang des Sensors 2 angeschlossen, der Sollwerteingang des Reglers 4 ist mit einem vorgebbaren Festwert, dem maximal zulässigen Temperaturwert entsprechend, beaufschlagbar. Der Ausgang des Reglers 4 ist mit dem Eingang eines Stellantriebes 5 zum Stellen der Bahngeschwindigkeit vB verbunden.In the web dryer 1, a sensor 2 for measuring the web temperature θ Β of the printing material web 3, for example a non-contact infrared radiation-sensitive sensor, is arranged near the web outlet. The actual value input of a regulator 4 is connected via the changeover switch 11 to the output of the sensor 2, the setpoint input of the regulator 4 can be acted upon with a predefinable fixed value, corresponding to the maximum permissible temperature value. The output of the regulator 4 is connected to the input of an actuator 5 for setting the web speed v B.
Regler 4, gewählt wurde ein Dreipunktregler, und Stellantrieb 5, gewählt wurde ein I-Glied (elektrisch angetriebener Motor), bilden vorteilhaft einen l-ähnlichen Zweilaufregler mit drei diskreten Geschwindigkeiten (Rechtslauf, Stillstand, Linkslauf). Den Toleranzgrenzen des vorgebbaren Sollwertes entsprechen vorgebbare Ansprechwerte des Dreipunktschalters. Die Motorwelle des Stellantriebes 5 ist mit einem Geber 6 für die Bahngeschwindigkeit, beispielsweise der Welle eines Potentiometers, verbunden. Der Ausgang des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit ist an einen Eingang der Antriebssteuereinrichtung 7 angeschlossen. Über den Hauptantriebe, das Getriebe 9 und die Hauptantriebswelle 10 ist der Regelkreis 12 zum Regeln der Bahntemperatur mittels der Stellgröße Bahngeschwindigkeit geschlossen. Zum Abbau der Regelabweichung ist die Bahngeschwindigkeit vB im gleichen Wirkungssinn wie die Änderung der Bahntemperatur θΒ änderbar.Controller 4, a three-position controller was selected, and actuator 5, was selected an I-element (electrically driven motor), advantageously form a l-like two-speed controller with three discrete speeds (clockwise, stationary, anti-clockwise). Predefinable response values of the three-point switch correspond to the tolerance limits of the predefinable setpoint. The motor shaft of the actuator 5 is connected to a sensor 6 for the web speed, for example, the shaft of a potentiometer. The output of the web speed sensor 6 is connected to an input of the drive control device 7. About the main drives, the transmission 9 and the main drive shaft 10 of the control loop 12 is closed to control the web temperature by means of the manipulated variable web speed. To reduce the control deviation, the web speed v B is changeable in the same sense of action as the change in the web temperature θ Β .
Die zu regelnde Bahntemperatur θΒ der Bedruckstoffbahn 3 im Bahntrockner 1 wird vom Sensor 2 ständig erfaßt und das Signal xMder Bahntemperatur θΒ wird dem Regler 4 zugeführt. Überschreitet das Signal xM der Bahntemperatur θΒ den oberen oder unteren vorgebbaren Ansprechwert, so wird der Stellantrieb 5 zum Verstellen des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit vB in einem solchen Drehsinn eingeschaltet, daß durch die Änderung der Bahngeschwindigkeit vB eine Angleichung der Bahntemperatur θΒ an den Sollwert erfolgt.The web temperature θ Β of the printing material web 3 in the web dryer 1 to be controlled is constantly detected by the sensor 2 and the signal x M of the web temperature θ Β is fed to the regulator 4. Exceeds the signal x M of the web temperature θ Β the upper or lower predetermined response value, the actuator 5 is turned on to adjust the encoder 6 for the web speed v B in such a sense that by the change of the web speed v B an approximation of the web temperature θ Β to the setpoint.
Vor Beginn des Aufheizens des Bahntrockners 1 arbeitet die Regeleinrichtung, bestehend aus dem Sensor 2, dem Regler 4, dem Stellantrieb 5 sowie dem Geber 6 für die Bahngeschwindigkeit vB, an einem unteren Anschlag. Es ist dies der Anschlag des Gebers 6 für die Bahngeschwindigkeit null — Maschinenstillstand.Before starting the heating of the web dryer 1, the control device, consisting of the sensor 2, the controller 4, the actuator 5 and the encoder 6 for the web speed v B , operates at a lower stop. This is the stop of the encoder 6 for the web speed zero - machine downtime.
Während des Aufheizens des Bahntrockners 1 nähert sich die Innentemperatur des Bahntrockners mit einer VerzögerungDuring the heating of the web dryer 1, the internal temperature of the web dryer approaches with a delay
1. Ordnung dem Temperaturendwert an. Diese zeitliche Änderung der Innentemperatur ist eine Störung, auf die das Regelsystem reagiert.1st order to the temperature end value. This change in the internal temperature over time is a disturbance to which the control system reacts.
Es stellt sich jeweils die Bahngeschwindigkeit vB ein, die zur Angleichung der Bahntemperatur θΒ an den Sollwert—die maximal zulässige Bahntemperatur — erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Druckmaschine in Abhängigkeit vom Ablauf des Aufheizvorganges des Bahntrockners 1 hochgefahren wird. Das Hochfahren geschieht mit der minimal zulässigen Bahngeschwindigkeit.In each case, the web speed v B is established , which is necessary to equalize the web temperature θ Β to the desired value-the maximum permissible web temperature. This means that the printing press is raised in response to the expiration of the heating process of the web dryer 1. The booting is done with the minimum permissible web speed.
Dem Dreipunktverhalten des Reglers 4 entsprechend pendelt beim Aufheizen des Bahntrockners 1 die Bahntemperatur θΒ The three-point response of the controller 4 oscillates accordingly when heating the web dryer 1 of the sheet temperature θ Β
ständig um einen einzigen Temperaturwert, der dem oberen Ansprechwert des Dreipunktreglers 4 entspricht. Dies bedeutet, daß beim Aufheizen des Bahntrockners 1 der Zweilaufregler 4, 5 die Maschinengeschwindigkeit nur mit zwei diskretenconstantly by a single temperature value, which corresponds to the upper threshold value of the three-step controller 4. This means that when heating the web dryer 1 of the two-speed controller 4, 5, the machine speed only with two discrete
Geschwindigkeiten — Stillstand und volle Drehbewegung in einer einzigen Richtung — verstellt. Noch während des Hochfahrens ist das Anstellen von Feuchtmittel, Druckfarbe und Druck möglich.Speeds - standstill and full rotational movement in a single direction - adjusted. Even during startup it is possible to use dampening solution, printing ink and printing.
Zum Einstellen oder Korrigieren der Fortdruckbedingungen nutzt der Drucker vorzugsweise die Zeitintervalle konstanterFor setting or correcting the printing conditions, the printer preferably uses the time intervals more constant
Maschinengeschwindigkeit.Machine speed.
Ist das Einstellen oder die Korrektur der Fortdruckbedingungen vom Drucker beendet worden, so kann durch den automatisch oder von Hand betätigbaren Umschalter 11 der Regelkreis 12 zum Regeln der Bahntemperatur mittels der StellgrößeIf the setting or the correction of the continuous printing conditions has been terminated by the printer, the control circuit 12 can regulate the web temperature by means of the manipulated variable by means of the automatic or manually operable changeover switch 11
Bahngeschwindigkeit ausgeschaltet und der an sich bekannte Regelkreis 13 zum Regeln der Bahntemperatur mittels derWeb speed turned off and the known control loop 13 for regulating the web temperature by means of
Stellgröße Wärmezufuhr eingeschaltet werden.Actuating variable heat supply are turned on.
Selbstverständlich kann die Einrichtung zum Regeln der Temperatur der Bedruckstoffbahn im Bahntrockner beim AufheizenOf course, the device for controlling the temperature of the printing material web in the web dryer during heating
auch beim Herunterfahren einer Rollen rotationsdruckmaschine mit nachgeordnetem Bahntrockner bis zum Maschinenstillstand verwendet werden. In diesem Falle pendelt die Bahntemperatur θβ ständig um einen einzigen Temperaturwert, der dem unteren Ansprechwert des Dreipunktreglers 4 entspricht. Das Herunterfahren geschieht ebenfalls mit der minimal zulässigenalso be used when shutting down a roll rotary printing machine with downstream web dryer to machine downtime. In this case, the track temperature θβ constantly fluctuates around a single temperature value, which corresponds to the lower response value of the three-point controller 4. The shutdown is also done with the minimum allowable
Bahngeschwindigkeit und hat den Vorteil der vollständigen Ausnutzung der im Bahntrockner nach seinem AbschaltenWeb speed and has the advantage of full utilization of the web dryer after its shutdown
gespeicherten Wärmeenergie.stored thermal energy.
Die maximal zulässige Bahntemperatur ist keine Konstante; sie hängt vielmehr vom jeweils verwendeten Bedruckstoff und den Druckfarben ab. Die Ansprechwerte des Reglers 4 sind deshalb einstellbar.The maximum permissible web temperature is not a constant; it rather depends on the substrate used and the printing inks. The response values of the controller 4 are therefore adjustable.
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