DE3730625C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung zur Einstellung der Betriebsparameter einer Rotationsdruckmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Mit einer solchen Steueranordnung können alle wesentlichen Betriebs­ parameter und Qualitätsführungsfunktionen eingestellt werden, insbesondere Farbführung, Farbregister, Bahnführungsregister sowie Nebenfunk­ tionen.

Es ist bekannt, Computer für die Einstellung von Druckmaschinen einzu­ setzen, siehe beispielsweise die DE 29 22 964 A1, aus der eine Schaltung zur Druckpressen-Vorbereitung und -Steuerung hervorgeht, die mit einem Farbprozessor, einem Führungsprozessor, einem Feuchtwerk­ prozessor und einem Kompensationsprozessor arbeitet. Diese Prozessoren liefern Steuersignale für die Farbführung, die Wasserführung, die Bahn­ führung und für etwaige Kompensationen.

Steueranordnungen der angegebenen Gattung sind von der Maschinenfabrik WIFAG, Bern, Schweiz, unter der Bezeichnung "WIFAG MARS" sowie von der BBC AG, Baden, Schweiz, unter der Bezeichnung "MPS2" erhältlich. Dabei sind die Stellglieder für die Führungsgrößen durchweg als Unter­ menge in das Gesamtsteuersystem der Rotationsdruckmaschine integriert. Diese Steueranordnungen bestehen aus einem Verband von einzelnen speicherprogrammierbaren Steuerungen, die eine hard- und softwaremäßig vollständig abhängige Untermenge der jeweils einer Druckeinheit zuge­ ordneten Steuerung des Gesamtverbundsystems bilden.

Bei diesen bekannten Systemen sind ein Leitstand für die Eingabe der jeweiligen Sollwerte sowie den Druckeinheiten, den Falzapparaten und etwaigen Hilfsaggregaten zugeordnete Steuer- und/oder Regelgeräte für die Stellantriebe der Stellglieder in den Baugruppen vorgesehen.

Eine Druckeinheit besteht aus vielen mechanischen Baugruppen, die in sich abgeschlossene Funktionen erfüllen. Wenn jedoch jeder Druckein­ heit zentral eine speicherprogrammierbare Steuerung zugeordnet wird, müssen diese Druckeinheit vollständig montiert und das gesamte Einstellsystem vollständig installiert und betriebsbereit sein, bevor die einzelnen Baugruppen in Betrieb genommen und deren Funktionen überprüft werden können. Die Einstellung und die Eichung der einzelnen Funktionen der verschiedenen Baugruppen einer solchen Druckeinheit einer Rotationsdruckmaschine können also erst bei vollständig montierter Anlage ausgeführt werden. Dies bedeutet jedoch, daß die Inbetriebnahme einer solchen Druckeinheit sehr aufwendig ist und in aller Regel erst beim Kunden durchgeführt werden kann, wenn die gesamte Rotationsdruck­ maschine fertig montiert ist.

Die gleichen Probleme ergeben sich dann, wenn eine vorhandene Rotationsdruckmaschine weiter ausgebaut werden soll.

Die DE-Z: Papier-Kunststoff-Verarbeiter 3-87, S. 12, 14 gibt ein Prozeßleitsystem für eine Papiermaschine wieder. Mehrere mit dem Prozeß in Verbindung stehende Prozeßrechner, denen speicherprogrammierbare Steuerungen, programmierbare Regler und Rechengeräte zuschaltbar sind, bilden über Leitungen ein Netzwerk. Auf der Ebene der Prozeßrechner ist Zugriff über lokale Bedieneinheiten möglich. Das bekannte Prozeß­ leitsystem weist eine zentrale Bedieneinheit auf.

Aus der EP 66 532 A1 ist ein Regelgerät für Regelanlagen mit Kompakt­ reglern bekannt. Das Regelgerät weist eine selbständige, abnehmbare und ansteckbare Frontplatteneinheit auf, die mit Anzeigevorrichtungen und Bedienelementen versehen ist. Alle den eigentlichen Regelvorgang im Regelgerät betreffenden Funktionen werden mit dem fest im Gehäuse angeordneten Mikroprozessorbaustein ausgeführt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein System zur Ein­ stellung der Betriebsparameter einer Rotationsdruckmaschine der ange­ gebenen Gattung zu schaffen, bei dem eine von der Gesamtanlage und -steuerung unabhängige Montage, Inbetriebnahme, Prüfung und Eichung von einzelnen, selbständigen Baugruppen, die Qualitätsführungsfunktionen erfüllen sollen, möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß alle mechanisch selbständigen Baugruppen, die Qualitätsführungsfunktionen erfüllen müssen, mit den für ihre Einstellung erforderlichen Steueungs­ komponenten ausgerüstet sind, die eine von der Steuerung der gesamten Rotationsdruckmaschine unabhängige Inbetriebnahme ermöglicht. Diese Baugruppen müssen noch nicht einmal in die gesamte Maschinenanlage montiert sein, sondern können vorher fertig montiert und dann erst in die Maschinenanlage eingesetzt werden. Dies führt zu einer wesent­ lichen Verkürzung in der Dauer der Endmontage einer solchen Rotations­ druckmaschine und auch zu einer Verkürzung der Inbetriebnahmezeit, da die Stellsysteme der einzelnen Baugruppen bereits außerhalb der Rotationsdruckmaschine montiert, geprüft und geeicht werden können.

Wegen der klaren, entsprechend den einzelnen Baugruppen erfolgenden Trennung des Einstellsystems können auch die Verkabelung und insbesondere die Länge der einzelnen Kabel im Sinne kurzer Wege optimiert werden.

Jede Primärstation besitzt mindestens eine Schnittstelle für den bidirektionalen, bitseriellen, asynchronen Datenaustausch; dadurch kann jede Primärstation mit praktisch beliebigen Stationen einer Steue­ rungs-Verbundanlage gekop­ pelt werden. Die Primärstation wandelt die von der Steuerung erhaltenen Bedienungs-Sollwerte in effektive Sollwerte um bzw. kann umgekehrt auch aktuelle Ist-Werte liefern und diese in Bedienungs-Ist-Werte umwandeln, die an dem Leitstand angezeigt werden.

Durch diese Schnittstelle können die "maschinenspezifischen Komponenten", nämlich insbesondere Stellglieder und Stellantriebe, mit den Steuerungen beliebiger Hersteller gekoppelt werden, so daß die bisher übliche, aufwendige Anpassung an die verschiedenen, auf dem Markt erhältlichen Systeme entfällt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Primärstation mit einer als eine Art "Puffer" dienenden Sekundärstation verbunden, die einen Anschluß zur steuerungsunabhängigen Prüfung und Eichung der verschiedenen, maschinenspezifischen Komponenten aufweist. Dadurch läßt sich auch der weitere Ausbau einer bereits vorhandenen Rotationsdruckmaschine problemlos durchführen, ohne daß lange Stillstandszeiten dieser Maschine inkauf genommen werden müssen. Sämtliche zusätzlichen Baugruppen werden bereits "voreingestellt" und in Betrieb genommen, bevor sie in die bestehende Druckmaschine eingesetzt werden. Auch auszuführende Servicearbeiten lassen sich sehr rationell erledigen.

Diese Vorteile ergeben sich auch bei der Aufrüstung einer bereits bestehenden Rotationsdruckmaschine auf einen höheren Automatisierungsgrad, da die Einrichtungen für Rückmeldesignale an den maschinenspezifischen Kompo­ nenten vorgesehen sind und sich damit problemlos an eine bereits bestehende Steuerung anschließen lassen.

Dieser Modul-Aufbau ermöglicht auch eine Standardisierung bei der Steue­ rung der Qualitätsführungsfunktionen, d. h. die maschinenspezifischen Komponenten, nämlich Meß- und Stellglieder sowie Stellantriebe, können standardmäßig in die Rotationsdruckmaschine eingebaut werden; diese maschinen­ spezifischen Komponenten können mit beliebigen, auf dem Markt erhältlichen Steuersystemen gekoppelt werden, so daß sie unabhängig von der Auswahl des Lieferanten der Steuerung sind. Es besteht sogar die Möglichkeit, auch die eigentlichen maschinenspezifischen Komponenten maschinentypunabhängig zu standardisieren, wodurch man eine noch größere Flexibilität beim Aufbau eines Systems aus den verschiedenen zur Verfügung stehenden Modulen erhält.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 das Positioniersystem als Blockschaltbild,

Fig. 2 schematisch die räumliche Anordnung des Positio­ niersystems in einer Rotationsdruckanlage,

Fig. 3 schematisch die räumliche Anordnung des Positio­ niersystems in einem Druckturm,

Fig. 4 schematisch die räumliche Aufteilung der Applika­ tionskonverter in einem Druckwerk,

Fig. 5 das Datenflußbild der Rotationsdruckanlage nach Fig. 2,

Fig. 6 schematisch dargestellt die Umrechnung der Be­ dienerwerte in effektive Werte und umgekehrt.

Das in Fig. 1 dargestellte Positioniersystem 1 besteht aus einer Primärstation 3, welche mit der übergeordneten Steue­ rung 2 über eine bitserielle, asynchrone Datenverbindung 6 bidirektional verbunden ist. An die Primärstation 3 sind bis zu 254 Sekundärstationen 4 an­ schließbar. Jede Sekundärstation 4 kann über maximal 30 Applikationskonverter 5 verfügen. Die Primärstation 3 ist mit den Sekundärstationen 4 mittels eines seriellen ersten internen Verteilungsnetzes 7 verbunden. Mit einem seriellen zweiten internen Verteilungsnetzes 8 ist jeweils eine Sekundärstation 4 mit den Applikationskonvertern 5 verbunden.

Die in Fig. 2 dargestellte Rotationsdruckanlage besteht aus Drucktürmen 30. Jeder der Drucktürme 30 besteht aus einer Druckeinheit 31 mit vier Druckwerken 16 sowie einem Colour­ deck 32, bestehend aus einer Druckeinheit 31 mit zwei Druckwerken 16. Zur Rotationsdruckanlage gehören ebenfalls ein Falzaggregat 29 und ein Überbau mit Nebenbetrieb 28. Der Überbau mit Nebenbetrieb 28 dient in bekannter Weise insbesondere zur Bahnführung, Bahnspannung- und Bahnregi­ sterregelung. Die Rotationsdruckanlage ist mit einer be­ kannten Zentralsteuerung 11, einem bekannten Leitstand 13 und einem Fremdgerät 12 (Rechner oder Servicegerät) ausge­ rüstet.

In jedem Druckturm 30 und im Falzaggregat 29 ist je ein Po­ sitioniersystem 1 mit einer Primärstation 3 integriert. In jede Druckeinheit 31 und in jedes Druckwerk 16 ist eine Sekundärstation 4 eingebaut.

Das Positioniersystem 1 des Falzaggregats 29 beinhaltet neben einer Sekundärstation 4, die im Falzaggregat ange­ ordnet ist, auch die Sekundärstationen 4, welche im Über­ bau und Nebenbetrieb 28 eingebaut sind.

Die Verteilung der Positioniersysteme 1 über die Rotations­ druckanlage in der genannten Art sowie die Anbringung der Sekundärstationen 4 vor Ort in der jeweiligen Baugruppe er­ laubt die separate Funktionsprüfung und die Eichung der Qualitätsführungsstellglieder, ohne daß die Drucktürme und das Falzaggregat an die zentrale Steuerung 11 oder an die übergeordnete Steuerung 2 angeschlossen sind. Die Sekundär­ stationen 4 verfügen über eine Schnittstelle, an welche auch ein Prüfgerät angeschlossen werden kann, welches wie­ derum mit einer Primärstation ausgerüstet ist. Eine derar­ tige Funktionsprüfung und Eichung der Qualitätsführungs­ stellglieder kann somit erfolgen, bevor die einzelnen, fertig montierten Baugruppen zu einer gesamten Anlage zusammengebaut werden, und bevor sie an die zentrale Steuerung 11 oder an die übergeordnete Steuerung 2 ange­ schlossen sind.

Hierdurch besteht auch eine große Nachrüstungsflexibilität der Drucktürme 30 und der gesamten Anlage selbst.

Die Primärstationen 3, die in den Drucktürmen 30 und im Falzaggregat 29 integriert sind, sind über eine serielle zweite Verbindungsleitung 10 an die zentrale Steuerung 11 angeschlossen. Hiermit werden die Qualitätsführungsfunktio­ nen, die in Form von Bedienungssollwerten von einem Leit­ stand 13, der mittels einer zweiten Verbindung 15 an die zentrale Steuerung 11 angeschlossen ist, an die anzusprech­ enden Drucktürme 30 oder Falzaggregat 29 weitergeleitet. Diese Bedienungssollwerte gelangen vorerst in eine überge­ ordnete Steuerung 2, von welcher sie von der Primärstation 3 des Positioniersystems 1 übernommen werden. Hier werden sie in die von den Sekundärstationen 4 verlangten effek­ tiven Sollwerte umgearbeitet.

Die Primärstationen 3 sind über eine erste Verbindungslei­ tung 9 an ein Fremdgerät 12 angeschlossen. Das Fremdgerät 12 kann zum Beispiel ein Rechner oder ein Servicegerät sein.

Ist das Fremdgerät 12 ein Servicegerät, können über die erste Verbindungsleitung 9 Servicearbeiten oder Nacheich­ ungen am Positioniersystem 1 vorgenommen werden.

Ist das Fremdgerät 12 ein Rechner, wird er über eine erste Verbindung 14 an die zentrale Steuerung 11 angeschlossen, was zur Abgabe und Rücksendung von Bedienungssollwerten dient, und damit wird eine Voreinstellung oder Abspeicherung der Positionen der Qualitätsführungsstellglieder erlaubt.

Fig. 3 zeigt einen Druckturm 30 der Rotationsdruckanlage nach Fig. 2. Die über das erste interne Verteilungsnetz 7 an die Primärstation 3 angeschlossene Sekundärstationen 4, die jeweils in die entsprechenden Baugruppen des Druckturms 30 integriert sind, sind über ein zweites internes Vertei­ lungsnetz 8 mit den Applikationskonvertern 5 verbunden.

Jedes Druckwerk 16, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, be­ sitzt eine Sekundärstation 4. Das Druckwerk 16 weist ein Farbwerk 17 und ein Feuchtwerk 18 auf. Sowohl im Farbwerk 17 als auch im Feuchtwerk 18 sind Applikationskonverter 5 angeordnet, welche über ein zweites internes Verteilungs­ netz 8 an die Sekundärstation 4 angeschlossen sind. Jeder der Applikationskonverter 5 verfügt über mehrere Anschluß­ stellen, an die Nachlaufregelkreise 20 mit einer Stellglied- Ist-Wert-Rückführung 21 und einer Stellglied-Ansteuerung 22 anschließbar sind.

Das Datenflußbild, dargestellt in Fig. 5, zeigt, daß die Bedienersollwerte 23 über das Fremdgerät 12 (Rechner oder Servicegerät) über eine erste Verbindung 14 oder über den Leitstand 13 über eine zweite Verbindung 15 in die zentrale Steuerung 11 der Rotationsdruckanlage abgegeben werden. Die zentrale Steuerung 11 gibt diese Bedienersollwerte 23 über die zweite Verbindungsleitung 10 an die entsprechende über­ geordnete Steuerung 2 weiter, welche sie ihrerseits über die Datenverbindung 6 an die Primärstation 3 des Positionier­ systems 1 abgibt. In der Primärstation 3 werden die Bediener­ sollwerte 23 in einem Umrechnungsteil 19 nachlaufregelkreis­ spezifisch in die effektiven Sollwerte 24 (Fig. 6) umgerech­ net. Diese effektiven Sollwerte 24 werden über das erste interne Verteilungsnetz 7 an die entsprechende Sekundärsta­ tion 4 und von da über das zweite interne Verteilungsnetz 8 an den entsprechenden Applikationskonverter 5 geführt, von wo die Abgabe der effektiven Sollwerte 24 an den entsprech­ enden Nachlaufregelkreis 20 erfolgt.

Der effektive Sollwert 24 sowie der effektive Istwert des jeweiligen Nachlaufregelkreises 20 kann über den gleichen vorher beschriebenen Pfad in umgekehrter Reihenfolge im Um­ rechnungsteil 19 der Primärstation 3 in Bedienersollwerte 23 bzw. Bediener-Istwerte umgerechnet und an den Leitstand 13 oder an das Fremdgerät 12 (Rechner oder Servicegerät) zurückgeführt werden.

In Fig. 6 ist die Umrechnung der Bedienersollwerte 23 in die effektiven Sollwerte 24 schematisch dargestellt. Die Umrechnung der Werte eines jeweiligen Nachlaufregelkreises 20 im Umrechnungsteil 19 der Primärstation 3 ist abhängig von der Umrechnungsart 25, den Umrechnungsparametern 26 und den Eichparametern 27. Der Bedienersollwert 23, der effek­ tive Sollwert 24 sowie die Werte der Umrechnungsart 25, der Umrechnungsparameter 26 und der Eichparameter 27 sind spei­ cherresident in der Primärstation 3 gehalten. Diese Werte können über die erste Verbindungsleitung 9 vom Fremdgerät 12 (Rechner) geladen oder gelesen werden.

Das Modul der Kommunikationssoftware der Primärstation 3 des Positioniersystems 1, das die Kommunikation zu der über­ geordneten Steuerung 2 unterstützt, kann einfach an das Ko­ mmunikations-Protokoll, das die jeweils eingesetzte über­ geordnete Steuerung 2 benötigt, angepaßt werden.

Der Befehlssatz zur Kommunikation zwischen dem Positionier­ system 1 und der übergeordneten Steuerung 2 bleibt immer identisch und ist dem Kommunikationsprotokoll untergeordnet.

Claims (4)

1. Steueranordnung für die Inbetriebnahme und die Regelung der Prozeßgrößen einer Rotationsdruckmaschine

• a) mit einem Leitstand für die Bedienung der Druckmaschine ein­ schließlich einer Steuerung mit Eingabe von Bediener-Soll-Werten für die einzelnen Prozeßgrößen, für die Ist-Wert-Geber und Stellantriebe vorgesehen sind,
• b) mit den Druckeinheiten, den Falzapparaten oder Hilfsaggre­ gaten, also den Prozeßeinheiten zugeordneten Regelgeräten, die Applikationskonverter zur Ist-Wert-Verarbeitung und Stell­ signal-Erzeugung an die Stellantriebe in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs zwischen den Soll- und Ist-Werten ent­ halten,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• c) für jede Prozeßeinheit (28, 29, 30) der Rotationsdruckmaschine ist mindestens eine über eine bitserielle, asynchrone, bidi­ reaktionale Datenverbindung (6, 10) an die übergeordnete Steue­ rung (2, 11) anschließbare Primärleitstation (3) vorgesehen;
• d) jede Primärleitstation (3) weist mindestens eine Schnittstelle für den Anschluß eines externen Fremdgerätes (12) zwecks von der Steuerung (2, 11) unabhängiger Inbetriebnahme, Kalibrierung und Testlaufdurchführung der Prozeßeinheit (28, 29, 30) auf;
• e) die Primärleitstation (3) wandelt die von der Steuerung (11) oder über das ankoppelbare Fremdgerät (12) eingegebenen Bedie­ ner-Soll-Werte (23) in effektive Soll-Werte (24) um und gibt sie auf die Applikationskonverter (5) für die Ansteuerung der jeweiligen angeschlossenen Stellantriebe (22);
• f) jeder Applikationskonverter (5) führt die effektiven Ist-Werte der Primärleitstation (3) zu, die sie in Bediener-Ist-Werte für die Weitergabe an die Steuerung (2, 11) oder das an­ koppelbare Fremdgerät (12) umwandelt.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Primärleitstation (3) und den zugehörigen Applika­ tionskonvertern (5) eine in eine Baugruppe der Prozeßeinheit (28, 29, 30) integrierte Sekundärleitstation (4) angeordnet ist, daß die Verbindungen zwischen der Primärleitstation (3) und der Sekundärleitstation (4) sowie zwischen den Sekundärleitstationen (4) und den Applikationskonvertern (5) durch einen seriellen Bus gebildet werden, und daß die Sekundärleitstationen (4) mit einem Anschluß zur Zuschaltung des externen Fremdgerätes (12) zur Inbetriebnahme, Eichung und Testlaufdurchführung versehen sind.

3. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter (26) für die Umrechnung der Bediener-Soll-Werte auf effektive Soll-Werte und der effektiven Ist-Werte auf Bediener-Ist-Werte sowie Eichparameter (27) speicherresistent in den Primärleitstationen (3) gehalten sind.