DE3907584A1 - Verfahren zur feuchteregelung bei einer offsetdruckmaschine - Google Patents
Verfahren zur feuchteregelung bei einer offsetdruckmaschineInfo
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- B41F33/0054—Devices for controlling dampening
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Feucht
mittelmenge bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke auf der Druckplat
te einer Offsetdruckmaschine, wobei die Feuchtmittelmenge
auf der Druckplatte erfaßt und durch Verstellen der Feucht
duktordrehzahl und/oder dergleichen auf einen vorgegebenen
Sollwert geregelt wird.
In der Offsetdrucktechnik hängt die Qualität des Druckes
entscheidend von der Feuchtmittelzufuhr ab. Dabei besteht
das Problem, die Feuchtmittelmenge den wechselnden Produkti
onsbedingungen anzupassen. Die Feuchtmittelmenge hat u.a.
einen sehr hohen Einfluß auf die Tonwertzunahme, so daß
ihrer optimalen, dem jeweiligen Betriebszustand entsprechen
den Einstellung große Bedeutung zukommt.
Aus der Literaturstelle "Deutscher Drucker" Nr. 13, 1986 w
235 ff. ist ein Feuchtmittelregelungsverfahren im Offset
druck bekannt, bei dem die Feuchtmittelmenge auf der Druck
platte erfaßt und auf einen vorgegebenen Sollwert durch
Verstellen der Feuchtduktordrehzahl geregelt wird. Der Soll
wert für die Feuchte wird aus einer empirisch ermittelten
Sollwerttabelle entnommen, die auf Erfahrungswerten für
verschiedene Platten-Papier-Kombinationen, insbesondere aus
früher gedruckten Auflagen, beruht. Dieses bekannte Regelver
fahren ist im Hinblick auf die Prozeßführung und das Arbeits
ergebnis noch nicht optimal.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren der eingangs genannten Art anzugeben, das zu ausgezeich
netem Regelverhalten, insbesondere zu optimaler Schnellig
keit ohne Instabilitätsprobleme führt. Überdies soll die
Feuchtmittelmenge auch beim Angreifen starker Störgrößen
weitgehend konstant gehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
Regelabweichungen, bei denen der Sollwert größer als der
Istwert ist, der Regler mit einem größeren Verstärkungsfak
tor betrieben wird, als bei Regelabweichungen, bei denen der
Sollwert kleiner als der Istwert ist. Aufgrund des erfin
dungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, den Sollwert für die
Feuchtmittelmenge relativ nahe an der sogenannten Schmier
grenze zu wählen. Unter Schmiergrenze versteht man den Zu
stand bei einer Feuchtmittelmenge, bei der gerade farbfreie
Stellen der Druckplatte beginnen, Farbe anzunehmen, was zur
Produktion von Makulatur führt. Trotz der Sollwerteinstel
lung nahe der Schmiergrenze wird aufgrund des erfindungsgemä
ßen Regelungsverfahrens kein unerwünschter Zustand angefah
ren. Es ist die Gefahr von Wassernasen nicht gegeben, das
heißt, von einem Zustand, bei dem die Feuchtmittelmenge zu
groß ist. Durch die erfindungsgemäße Veränderung des Verstär
kungsfaktors wird einerseits eine starke Reaktion des Reg
lers auf den kritischen Zustand zu geringer Feuchtmittelmen
ge erreicht, was die oben genannte Schmiergefahr mindert.
Andererseits wird durch die Verwendung des geringeren Ver
stärkungsfaktors bei zuviel Feuchtmittelmenge die Gefahr der
Instabilität des Regelkreises ebenfalls vermieden. Versuche
mit dem erfindungsgemäßen Regelverfahrens haben gezeigt, daß
bei einer Störgrößenaufschaltung die Regelung eine ausge
zeichnete Qualität aufweist. Eine sich durch die Störgrößen
aufschaltung verringernde Wasserfilmdicke führt aufgrund der
durch den relativ hohen Verstärkungsfaktor bewirkten sehr
schnellen Reaktion des Reglers nicht dazu, daß Prozeß-Grenz-
Parameter überschritten werden. Sobald die Störgrößenauf
schaltung entfällt, ist - aufgrund des nunmehr erfindungsge
mäß kleineren Verstärkungsfaktors - ein etwas längerer Zu
standsübergang unkritisch, da hierbei keine Gefahr des
Schmierens bzw. von Wassernasen besteht. Gleichzeitig ist
damit aber auch eine Überreaktion (Überschwinger) des Reg
lers vermieden, ebenso ist die Gefahr von Dauerschwingungen
gebannt. Auch das Führungsverhalten der Regelung bei sprung
artigen Änderungen des Sollwertes (auf- oder abwärts) ist
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung außerordentlich
gut. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Regelung die
Einstellung des Sollwertes auf einen für die Druckqualität
günstigen Sollwert und gleichzeitig wird die Regelung in
kritischen Bereichen mit außerordentlich schneller Reaktion
und dabei dennoch so gefahren, daß sich stabile Zustände
einstellen. Die aufgrund des kleineren Verstärkungsfaktors
(Grundverstärkungsfaktor) - für den Fall, daß der Sollwert
kleiner als der Istwert ist - entsprechend langsamere Regler
reaktion führt ebenfalls zu einer stabilen unkritischen
Situation.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung so
getroffen, daß der größere Verstärkungsfaktor ca. 1,3- bis 2-,
vorzugsweise 1,5mal so groß wie der Grundverstärkungsfaktor
gewählt ist. Diese Werte haben sich als besonders günstig
herausgestellt.
Vorzugsweise kann so vorgegangen werden, daß ein eine Stell
größenänderung bewirkender Regelvorgang nur dann erfolgt,
wenn die Soll-Istwert-Differenz innerhalb eines vorgegebenen
Toleranzbandes liegt. Aufgrund dieser Ausgestaltung gibt der
Regler nur dann eine Steuerspannungsänderung ab, wenn das
vorgegebene Toleranzband überschritten wird. Der Regler
arbeitet quasi mit einer Hysterese. Diese Betriebsweise hat
den Vorteil, daß stochastische Schwankungen des Meßsignals
(Istwert bzw. ein von diesem abhängiger Wert) unberücksich
tigt bleiben, so daß kein unnützes Reglereingreifen erfolgt
und überdies die Verstelleinrichtungen durch die geringere
Beanspruchung geschont werden. Aufgrund der vorerwähnten,
vorzeichenabhängigen Wahl des Verstärkungsfaktors (Sollwert
größer als Istwert: Verstärkungsfaktor groß; Sollwert klei
ner als Istwert: Verstärkungsfaktor klein) ist trotz der
beschriebenen Toleranzband-Regelung ein rechtzeitiges und
wohldosiertes Reagieren des Reglers erzielbar, ohne daß es
zu einem unzulässigen Abdriften der relevanten Werte kommt.
Die Prozeßführung kann noch dadurch verbessert werden, daß
der Regelung eine Steuerung für die Kompensation von Störgrö
ßen bekannter Wirkung überlagert wird. Diese Vorgehensweise
hat zur Folge, daß Störgrößenauswirkungen bekannter Art
nicht über den Regelkreis in voller Größe ausgeglichen wer
den müssen, vielmehr sorgt die vorgenommene Kompensation der
Störgröße bzw. Störgrößen dafür, daß sich alle wesentlichen
Parameter auf einen neuen Betriebszustand einstellen. Dabei
wird so vorgegangen, daß auch während des Kompensationsvor
ganges die Regelung stets aktiv bleibt. Durch die beschriebe
ne Kompensation ausgeglichene Störgrößen können beispielswei
se Änderungen der Druckgeschwindigkeit, der Farbführung, der
Temperatur oder auch Luftströmung sein. Vorzugsweise wird
die genannte Störgrößenkompensation dadurch realisiert, daß
der Reglerausgangsgröße Kompensationsgrößen überlagert wer
den, die aus der Messung von Störgrößen mit bekannter Auswir
kung auf die Feuchtmittelführung ermittelt werden.
Es kann so vorgegangen werden, daß der Reglerausgangsgröße
eine Kompensationsgröße überlagert wird, die aus der Messung
nur einer Störgröße resultiert. Sofern mehrere Störgrößen
kompensiert werden sollen, wird eine entsprechende Anzahl
von Messungen vorgenommen und es erfolgt eine entsprechende
Anzahl von Kompensationsgrößenüberlagerungen.
Zusätzlich oder alternativ ist es jedoch auch möglich, die
Kompensationsgröße zu berechnen oder aus abgespeicherten
Tabellen bzw. aus Kennlinien zu ermitteln. Derartige Tabel
len oder Kennlinien können beispielsweise in entsprechenden
Prozeßführungsrechnern abgespeichert werden. Auch die Berech
nung der Kompensationsgröße läßt sich durch einen Rechner
vornehmen.
Zur Erzielung ausgezeichneter Druckqualitäten wird die Pro
zeßführung mit einer Sollwerteinstellung vorgenommen, die
nahe der Schmiergrenze liegt.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz eines PI-
Reglers bewährt.
Für die Ermittlung des Istwertes hat es sich als vorteilhaft
herausgestellt, wenn dieser auf optischem Wege durch Licht
reflektionsmessung erfaßt wird. Der Istwert stellt ein Maß
für die Feuchtmittelmenge bzw. Feuchtmittelschichtdicke dar.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen
näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Regelanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Regelkreises,
Fig. 3 ein Diagramm, das den zeitlichen Soll- und Istwert
verlauf in Relation zur Schmiergrenze zeigt,
Fig. 4 ein Diagramm des zeitlichen Soll- und Istwertver
laufes bei Störgrößenaufschaltung,
Fig. 5 ein Diagramm des Führungsverhaltens bei einem
Sollwertsprung,
Fig. 6 ein Diagramm von Soll- und Istwert bei Störgrößen
aufschaltung und Berücksichtigung eines Soll-
Istwert-Toleranzbandes,
Fig. 7 ein Blockschaltbild und ein Diagramm zur Ausgestal
tung mit Soll-Istwert-Toleranzband,
Fig. 8 ein Diagramm betreffend das Führungsverhalten bei
einem Sollwertsprung unter Berücksichtigung des
Soll-Istwert-Toleranzbandes und
Fig. 9 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufes von Soll
und Istwert bei durch überlagerte Steuerung erfol
gende Kompensation einer bekannten Störgröße.
Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren wird anhand des
Aufbaues gemäß Fig. 1 im nachfolgenden näher erläutert.
Dargestellt ist eine Offsetdruckmaschine 1, welche ein Druck
werk 2 und ein weiteres Druckwerk 3 aufweist. Im nachfolgen
den wird nur auf das Druckwerk 2 eingegangen und auch nur
hier die Regelungsanordnung beschrieben. Das Druckwerk 3 ist
jedoch ebenfalls mit einer entsprechenden Regelungseinrich
tung versehen.
Dem die Druckplatte aufweisenden Plattenzylinder 4 des Druck
werks 2 sind eine nicht dargestellte Anzahl von Farbwalzen
und überdies mehrere Feuchtwalzen 5 zugeordnet. Die Feucht
walze 5′ wirkt mit einem Feuchtmittelreservoir 6 zusammen.
Die somit als Tauchwalze ausgebildete Feuchtwalze 5′ kann in
ihrer Drehzahl verändert werden. Dieses ist durch den auf
sie weisenden Pfeil angedeutet. Von dem Druckzylinder 7 wird
über eine Wirkverbindung 8 die Drehzahl abgenommen und zu
einem Tachogenerator 9 übertragen. Der Druckzylinder 7 ist
mit einem Drehgeber 10 versehen, der die Winkelstellung
erfaßt.
In der Fig. 1 sind ferner folgende Peripheriegeräte vorgese
hen: eine Auswerteschaltung 11, ein Diskettenlaufwerk 12,
ein Rechner 13 und eine Meßdatenerfassungseinheit 14. Zur
Ermittlung der Feuchtmittel-Schichtdicke wird die Oberfläche
der auf dem Plattenzylinder 4 angeordneten Druckplatte op
tisch von einem Sensor 15 abgetastet, der über eine Leitung
16 mit der Auswerteschaltung 11 in Verbindung steht. Die
Auswerteschaltung ist über eine Verbindung 17 mit dem Rech
ner verbunden. Dieser steht über Leitungen 18 und 19 mit dem
Diskettenlaufwerk und der Meßdatenerfassungseinheit in Ver
bindung. Der Drehgeber 10 ist über eine Leitung 20 mit der
Meßdatenerfassungseinheit 14 verbunden und der Tachogenera
tor 9 steht über eine Leitung 21 ebenfalls mit der Meßdaten
erfassungseinheit 14 in Verbindung. Schließlich führt die
Leitung 22 von der Meßdatenerfassungseinheit 14 zu dem nicht
dargestellten Antrieb für die Feuchtwalze 5′.
Grob betrachtet ergibt sich folgender Funktionsablauf:
Der Sensor 5 ermittelt die Schichtdicke des Feuchtmittels
auf der Druckplatte und führt diese der Auswerteschaltung 11
zu, die eine entsprechende Datenverarbeitung vornimmt. Der
Istwert der Feuchtmittel-Schichtdicke wird mit einem vorgege
benen Sollwert verglichen, der derart gewählt ist, daß er
relativ nahe an der sogenannten Schmiergrenze liegt. Diese
Schmiergrenze bezeichnet denjenigen Feuchtmittelmengenwert
bzw. Feuchtmittel-Schichtdickenwert, bei dem gerade farb
freie Stellen der Druckplatte beginnen Farbe anzunehmen.
Eine Vorgabe eines derartigen Sollwertes hat den Vorteil,
daß ausgezeichnete Druckergebnisse erzielt werden. Die Peri
pheriegeräte der Offsetdruckmaschine 1 bilden nun einen im
nachfolgenden noch näher beschriebenen Regelkreis derart,
daß eine Abweichung der vom Sensor 5 erfaßten Feuchtmittel-
Schichtdicke (Istwert) gegenüber dem vorgegebenen Sollwert
zu einer Verstellung der Drehzahl der Feuchtwalze 5′ führt
(Regelung der Tauchwalzendrehzahl nT). Erfindungsgemäß wird
bei dem Regelverfahren dabei so vorgegangen, daß der Regler
- je nach Zustand - mit unterschiedlichen Verstärkungsfakto
ren arbeitet. Überdies ist - wie auch aus der Fig. 1 ersicht
lich - eine von der Druckgeschwindigkeit abhängige Einfluß
nahme vorgesehen; dieses erfolgt z.B. durch die Zuführung
der Tachospannung des Tachogenerators 9 über die Leitung 21
zur Meßdatenerfassungseinheit 14. Die Details hierzu werden
im nachfolgenden noch erläutert. Die Meßanforderung wird bei
Erreichen einer bestimmten Maschinenstellung (gezählt in
Grad bzw. Impulsen) gesendet, so daß der Meßkopf an der
dafür vorgesehenen Stelle auf der Druckplatte mißt. Der
Nullimpuls dient nur zur Rücksetzung des Zählers f, die
Impulszählung zur Bestimmung der momentanen Maschinenstel
lung.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des zuvor beschriebenen
Regelkreises. Der Sollwert der Feuchtmittelmenge (bzw.
Feuchtmittel-Schichtdicke) Sw soll wird einer Summierstelle
23 zugeführt. Gleichzeitig wird der Istwert der Feuchtmittel
menge (bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke) Sw ist mit negativem
Vorzeichen ebenfalls der Summierstelle 23 zugeleitet. Die
aus diesen beiden Werten resultierende Differenz
(Regelabweichung Xd) Sw soll - Sw ist wird einem Regler 24
zugeleitet. Der Reglerausgang steht über eine Summierstelle
25 mit dem Feuchtwerk 26 der Offsetdruckmaschine 1 in Verbin
dung. Je nach Ausgangsgröße des Reglers 24 wird die Tauchwal
zendrehzahl nT des Feuchtwerkes 26 eingestellt. Der neben
dem Feuchtwerk 26 dargestellte Block stellt die Druckplatte
27 dar, die sich auf dem Plattenzylinder 4 der Offsetdruckma
schine 1 befindet. Es schließt sich eine weitere Summierstel
le 28 an, deren Ausgangsgröße die reale Feuchtmittel-Schicht
dicke auf der Druckplatte verkörpert. Der zur Summierstelle
28 weisende Pfeil 29 deutet die Feuchtmittel-Schichtdicke
beeinflussende Störgrößen an. Diese Störgrößen können bei
spielsweise durch Luftbewegungen, Farbnachführungen oder
Temperaturänderungen auftreten.
Die Feuchtmittel-Schichtdicke auf der Druckplatte 27 wird
von dem Sensor 15 erfaßt, der seine Daten der Auswerteschal
tung 11 zuführt, die unter anderem in der Fig. 2 durch den
Block 30 (Meßwertverarbeitung, Mittelung) dargestellt ist.
Der Ausgangswert der Meßwertverarbeitung ist der zur Summier
stelle 23 geleitete Istwert Sw ist.
Die Regelabweichung Xd wird einem Block 32 zugeführt, dessen
Schaltung Einfluß auf den Regler 24 nimmt, indem der Verstär
kungsfaktor KR beinflußt wird. Erfindungsgemäß ist vorgese
hen, daß im Falle eines größeren Sollwertes Sw soll gegen
über dem Istwert Sw ist ein größerer Verstärkungsfaktor
verwendet wird, als bei Regelabweichungen, bei denen der
Sollwert Sw soll kleiner als der Istwert Sw ist ist. Vor
zugsweise ist der höhere Verstärkungsfaktor etwa 1,5mal so
groß wie der niedrigere Verstärkungsfaktor (Grundverstär
kungsfaktor). Der Regler 24 ist vorzugsweise als PI-Regler
ausgebildet.
Ferner zeigt die Fig. 2 eine Kompensationsschaltung 33.
Beispielsweise kann diese eine Geschwindigkeitskompensation
vornehmen, das heißt, eine Beeinflussung der Druckprozeßpara
meter, hervorgerufen durch Veränderung der Druckgeschwindig
keit. Es können jedoch auch andere als Störgrößen auftreten
de Größen kompensationsmäßig berücksichtigt werden. Möglich
sind alle die Störgrößen, deren Wirkung bekannt ist, so daß
sie sich mittels Messung, Berechnung oder Entnahme aus Tabel
len bzw. Kennlinien wirkungsmäßig erfassen lassen. Zurückkom
mend auf das Beispiel gemäß Fig. 2 wird der Kompensations
schaltung 33 eine gegebenenfalls erfolgende Geschwindigkeits
änderung des Druckprozesses zugeleitet. Diese ist mit Delta
UM bezeichnet. Über eine Feuchtwerkskompensations-Kennlinie
wird die Größe Uk ermittelt, die eine Spannung zur Geschwin
digkeitskompensation darstellt. Diese Spannung wird der
Summierstelle 25 zugeführt. Eine derartige Anordnung führt
dazu, daß Änderungen in der Druckgeschwindigkeit nicht durch
den Regelkreis ausgeregelt werden müssen, vielmehr ist diese
Geschwindigkeitskompensation dem Regelkreis als Steuerung
überlagert. Durch diese Kombination der Regelung durch die
genannte Kompensationseinrichtung (Kompensationsschaltung
33) wird eine wesentlich konstantere Feuchtmittelführung
erreicht, als für den Fall, daß man nicht steuernd eingrei
fen sondern derartige Störgrößen regelnd ausgleichen würde.
Erfindungsgemäß wird demgemäß eine Abweichung vom Sollwert
erheblich schneller ausgeregelt. Aus dem Stand der Technik
bekannte Kompensationseinrichtungen, die als reine Steuerung
arbeiten, haben den Nachteil, daß zusätzliche Störgrößen
durch die fehlende Regelung nicht ausgeregelt werden. Dieses
kommt bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch die Überlage
rung mit der Regelung nicht zum Tragen.
Erfindungsgemäß ist also gemäß obiger Ausführungen eine
unterschiedliche Regelcharakteristik für Regelabweichungen
größer bzw. kleiner 0 durch Verwendung unterschiedlicher
Verstärkungsfaktoren KR vorgesehen. Einer derartigen Rege
lung kann vorzugsweise das beschriebene Kompensationsverfah
ren für Störgrößen mit bekannter Wirkung als Steuerung über
lagert sein. Vorzugsweise wird der größere Verstärkungsfak
tor 1,5mal so groß wie der Grundverstärkungsfaktor gewählt.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Sensors 15 ist als
Beispiel folgendes anzumerken:
Dieser weist eine Beleuchtungseinrichtung auf, welche über
eine Beleuchtungsoptik gerichtetes Licht auf die Oberfläche
der Druckplatte wirft. Das von der Druckplatte reflektierte
Licht wird über eine Photodiodenzeile erfaßt. Durch Verwen
dung der Photodiodenzeile besteht die Möglichkeit, den gesam
ten Streulichtverlauf über die Länge der Zeile zu messen.
Aus den an den einzelnen Dioden der Diodenzeile ermittelten
Strahlungsintensitäten wird in der nachgeschalteten Auswerte
schaltung 11 eine der Feuchtmittelmenge bzw. Feuchtmittel-
Schichtdicke entsprechende Kenngröße Sw berechnet.
Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse die Zeit
t und auf dessen Ordinate die Feuchtmittel-Schichtdicke Sw
dargestellt ist. Strichpunktiert ist die Schmiergrenze ge
zeigt. Oberhalb dieser Schmiergrenze verläuft - wie erfin
dungsgemäß gewollt - der Sollwert für die Feuchtmittel-
Schichtdicke Sw soll. Der Istwert der Feuchtmittel-Schicht
dicke Sw ist schwankt in seinem zeitlichen Verlauf um den
Sollwert Sw soll herum, wobei erkennbar ist, daß beispiels
weise aufgrund von Störgrößeneinflüssen Regelabweichungen
größer und kleiner 0 auftreten, das heißt, dort, wo der
Sollwert größer als der Istwert ist, liegt eine Regelabwei
chung größer 0 vor, was zur Anwendung eines erhöhten Verstär
kungsfaktors führt und dort, wo der Sollwert kleiner als der
Istwert ist, nimmt die Regelabweichung einen Wert kleiner 0
an, wobei ein Verstärkungsfaktor zur Anwendung gelangt, der
kleiner als im zuvor beschriebenen Fall ist. Diese unter
schiedlichen Zustände sind in der Fig. 3 gekennzeichnet.
Ferner ist der Fig. 3 zu entnehmen, daß zwischen dem Soll
wert Sw soll und der Schmiergrenze der kritische Bereich
ausgebildet ist, das heißt, daß in diesem Abschnitt liegende
Reglerschwingungen Gefahr laufen, das Druckerzeugnis durch
Schmieren zu verderben. Oberhalb des Sollwertes Sw soll
liegt der sogenannte unkritische Bereich. Liegt der Istwert
in dieser Zone, so ist zwar mehr Wasser als erforderlich auf
der Druckplatte vorhanden, jedoch ist dieser Zustand für
eine Verschlechterung des Druckerzeugnisses nicht so kri
tisch. Um möglichst schnell den kritischen Bereich zu verlas
sen, ist erfindungsgemäß in der kritischen Zone ein gegen
über dem Grundverstärkungsfaktor erhöhter Verstärkungsfaktor
des Reglers vorgesehen. Wird der unkritische Bereich angefah
ren, so ist es für die Prozeßführung zulässig, hier einen
geringeren Verstärkungsfaktor einzusetzen, so daß zwar das
Verlassen des unkritischen Bereiches langsamer erfolgt, was
jedoch - wie bereits beschrieben - keine schädigenden Auswir
kungen für den Druck mit sich bringt.
Die Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf von Sollwert Sw soll
und Istwert Sw ist bei einer Störgrößenaufschaltung. Zum
Zeitpunkt t 1 wird zur Durchführung des Versuches beispiels
weise ein von einem Ventilator erzeugter Luftstrom auf die
Oberfläche der Druckplatte geleitet, das heißt, die Verdun
stung des Feuchtmittels wird beschleunigt. Demzufolge sinkt
die Wasserfilmdicke mit der Gefahr, in den Schmierbereich zu
fahren. Aufgrund des erhöhten Verstärkungsfaktors wird erfin
dungsgemäß jedoch dieser Tendenz reaktionsschnell entgegenge
wirkt, so daß sich innerhalb kürzester Zeit der Istwert Sw
ist wieder auf den Sollwert Sw soll zubewegt und im weite
ren Verlauf etwa parallel angrenzend zu diesem verläuft. Im
Zeitpunkt t 2 wird die Störgröße ausgeschaltet; das heißt, in
dem beschriebenen Versuch: es wird der Luftstrom unterbro
chen. Demgemäß wird sich die Schichtdicke des Feuchtmittel
filmes auf der Druckplatte zunächst vergrößern, so daß der
Istwert Sw ist den Sollwert Sw soll übersteigt. Der Regler
arbeitet demgemäß im unkritischen Bereich (vgl. Fig. 3),
wobei lediglich der Grundverstärkungsfaktor KR zum Einsatz
gelangt. Mit entsprechender Zeitkonstante bewegt sich demge
mäß im weiteren Verlauf der Istwert Sw ist wieder in Rich
tung auf den Sollwert Sw soll zu.
Die Fig. 5 zeigt den zeitlichen Ist- und Sollwertverlauf für
die Darstellung des Führungsverhaltens der Regelung. Hier
wird eine sprungartige Änderung des Sollwertes vorgegeben.
Bei dem Sprung des Sollwertes Sw soll 1 auf den größeren Wert
SW soll 2 folgt die Nachführung des Reglers sehr rasch, da
hier mit dem größeren Verstärkungsfaktor operiert wird.
Kritisch ist jedoch der Bereich, in dem der Sollwert Sw
soll 2 wieder auf den Sollwert Sw soll 1 zurückspringt. Hier
liegt dann kurzzeitig der Fall vor, daß der Sollwert kleiner
als der Istwert ist, das heißt, es wird mit einem Verstär
kungsfaktor KR operiert, der dem Grundverstärkungsfaktor
entspricht. Demgemäß laufen die Vorgänge entsprechend langsa
mer ab, wobei es dennoch aufgrund der Wahl der Größe des
Grundverstärkungsfaktors möglich ist, daß das nicht zu ver
meidende Überschwingen (welches in Fig. 5 als gestrichelter
Bereich gekennzeichnet ist) nicht derart weit geht, daß die
Schmiergrenze überschritten wird. In der Praxis läßt sich
die Gefahr eines Schmierens noch weiter verringern, indem
man derartige Sollwertänderungen nicht sofort in voller
Höhe, sondern erst nach und nach wirksam werden läßt. Die
geeigneten Mittel hierzu sind dem Regelungstechniker bekannt.
Die Fig. 6 bis 8 entsprechen einer Betriebsweise der erfin
dungsgemäßen Regelung unter Verwendung eines Soll-Istwert-
Toleranzbandes. Dieses bedeutet, daß der Regler mit einer
Art Hysterese arbeitet, denn seine Steuerspannung ändert
sich nur dann, wenn die Soll-Istwert-Differenz außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbandes liegt. Dieses bedeutet,
daß der Regler erst beim Überschreiten der vorgegebenen
Toleranz der Regelabweichung mit Stellgrößenänderungen rea
giert. Insbesondere bleiben dabei stochastische Schwankungen
des Meßsignales unberücksichtigt, was zu einer Vergleichmäßi
gung des Gesamtprozesses führt.
Gemäß Fig. 7 ist dabei so vorgegangen, daß zwischen den
Regler 24 und die Summierstelle 23 ein Hystereseglied 34
geschaltet ist. Als Eingangswert wird dem Hystereseglied 34
die Regelabweichung Xd zugeführt und als Ausgangsspannung
verläßt eine modifizierte Regelgröße Xd* die Anordnung. Der
funktionelle Zusammenhang zwischen Xd und Xd* ist im Dia
gramm der Fig. 7 erkennbar. Ausgehend von dem Koordinatenur
sprungspunkt verbleibt - bei größer werdendem positivem Wert
Xd - die modifizierte Regelabweichung Xd* bei 0. Erst wenn
der Schwellenwert S 1 überschritten wird, springt die modifi
zierte Regelabweichung Xd* auf einen bestimmten Wert und
vergrößert sich anschließend von dort aus linear mit Xd.
Wird die Regelabweichung von dort aus verkleinert, so geht
auch die modifizierte Regelabweichung Xd* linear auf 0 zu
rück. Überschreitet die Regelabweichung Xd den Wert 0, das
heißt, wird sie negativ, so ergibt sich ein entsprechend
spiegelbildliches Verhalten. Hierbei nimmt der Wert -Xd*
sprungartig erst bei Überschreiten eines Schwellenwertes S 2
zu.
Insgesamt ergibt sich aufgrund dieser Ausgestaltung die
Wirkung, daß nicht schon geringfügige Abweichungen zwischen
Soll- und Istwert zu einem Reglereingriff führen, sondern
daß letzteres nur im Falle des Uberschreitens der entspre
chenden Schwellwerte S 1 bzw. S 2 erfolgt. Dieses wirkt sich
positiv auf das Gesamtsystem aus.
Die Fig. 6 und 8 entsprechen den Fig. 4 und 5, wobei jedoch
der Regler mit dem vorbeschriebenen Hysterese-Verhalten
arbeitet. Aufgrund dieses Hysterese-Betriebes läßt sich im
Vergleich der jeweiligen Figuren zwar erkennen, daß sich
grundsätzlich größere Regelabweichungen einstellen, jedoch
wird der Prozeß dennoch mit hinreichender Schnelligkeit und
Stabilität durchgeführt, mit dem Vorteil, daß der Regler
weniger häufig eingreift und demzufolge die Verstelleinrich
tungen weniger in Anspruch genommen werden.
Die Fig. 9 zeigt die zuvor beschriebene Auswirkung von Ist-
und Sollwert aufgrund der der Reglerstruktur überlagerten
Kompensationssteuerung. Zum Zeitpunkt t 1 wird beispielsweise
die Druckgeschwindigkeit von 4000 Blatt pro Stunde auf
6000 Blatt erhöht, während zum Zeitpunkt t 2 eine Verringe
rung der Druckleistung von 6000 Druck pro Stunde auf 4000
Druck pro Stunde erfolgt. Durch die Geschwindigkeitkompen
sation kommt es - wie vorstehend beschrieben - nur zu einem
relativ kurzen gedämpften Schwingen des Istwertes Sw ist um
den Sollwert Sw soll herum, wobei der Regler nur geringfü
gig einzugreifen braucht, da die wesentlichen Parameterverän
derungen bereits durch die überlagerte Steuerung abgefangen
werden. Insgesamt läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfah
ren eine optimale Prozeßführung erreichen.
Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung
dargestellten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch
soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht
sind.
Claims (9)
1. Verfahren zur Regelung der Feuchtmittelmenge (bzw. Feucht
mittel-Schichtdicke) auf der Druckplatte einer Offset-Druck
maschine, wobei die Feuchtmittelmenge auf der Druckplatte
erfaßt und durch Verstellen der Feuchtduktordrehzahl
und/oder dergleichen auf einen vorgegebenen Sollwert gere
gelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelabweichungen
(Xd), bei denen der Sollwert (Sw soll) größer als der
Istwert (Sw ist) ist, der Regler (24) mit einem größeren Ver
stärkungsfaktor (KR) betrieben wird als bei Regelabweichun
gen (Xd), bei denen der Sollwert (Sw soll) kleiner als der
Istwert (Sw ist) ist.
2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der größere Verstärkungsfaktor (KR) ca. 1,2-
bis 2-, vorzugsweise 1,5mal so groß wie der Grundverstär
kungsfaktor (KR grund) gewählt ist.
3. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine
Stellgrößenänderung bewirkender Regelvorgang nur dann er
folgt, wenn die Soll-Istwert-Differenz außerhalb eines vorge
gebenen Toleranzbandes liegt.
4. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Regelung eine Steuerung für die Kompensation von Störgrößen
(Z) bekannter Wirkung überlagert wird.
5. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Reglerausgangsgröße eine Kompensationsgrö
ße überlagert wird, die aus der Messung einer Störgröße (Z)
resultiert.
6. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 4 und/oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Kompensationsgröße selbsttätig
berechnet oder aus abgespeicherten Tabellen bzw. Kennlinien
automatisch ermittelt wird.
7. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sollwert (Sw soll) nahe an der Schmiergrenze des Druckprozes
ses liegend gewählt wird.
8. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
PI-Regler (24) verwendet wird.
9. Verfahren, insbesondere nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
die Feuchtmittelmenge darstellende Istwert (Sw ist) auf
optischem Wege durch Lichtreflektionsmessung erfaßt wird.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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