DE4028083A1 - Verfahren zur feuchteregelung bei einer offsetdruckmaschine - Google Patents
Verfahren zur feuchteregelung bei einer offsetdruckmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der
Feuchtmittelmenge bzw. der Feuchtmittel-Schichtdicke gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
In der Offsetdrucktechnik hängt die Qualität des Druckes
entscheidend von der Feuchtmittelzufuhr ab. Dabei besteht
das Problem, die Feuchtmittelmenge den wechselnden
Produktionsbedingungen anzupassen. Die Feuchtmittelmenge
hat u. a. einen sehr hohen Einfluß auf die Tonwertzunahme,
so daß ihrer optimalen, dem jeweiligen Betriebszustand
entsprechenden Einstellung große Bedeutung zukommt.
Aus der Literaturstelle "Deutscher Drucker" Nr. 13,
1986 w 235 ff. ist ein Feuchtmittel-Regelungsverfahren im
Offsetdruck bekannt, bei dem die Feuchtmittelmenge auf der
Druckplatte erfaßt und auf einen vorgegebenen Sollwert durch
Verstellen der Feuchtmittel-Duktordrehzahl geregelt wird. Der
Sollwert 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
Regelverfahren ist im Hinblick auf die Prozeßführung und das
Arbeitsergebnis noch nicht optimal.
So hat das obengenannte Feuchtmittel-Regelungsverfahren
den Nachteil, daß es Sollwertänderungen während des
Druckprozesses nicht berücksichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art anzugeben, das sicherstellt, daß
eine Nachregelung des Istwertes der Feuchtmittelmenge stets
bezüglich des aktuellen Sollwertes der Feuchtmittelmenge
erfolgt.
Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches gelöst.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich,
den Sollwert für die Feuchtmittelmenge an der sogenannten
Schmiergrenze zu wählen. Unter Schmiergrenze versteht man den
Zustand bei einer Feuchtmittelmenge, bei der gerade farbfreie
Stellen der Druckplatte beginnen, Farbe anzunehmen, was zur
Produktion von Makulatur führt. Trotz der Sollwerteinstellung
an der Schmiergrenze wird aufgrund des erfindungsgemäßen
Regelungsverfahrens kein unerwünschter Zustand angefahren.
Es ist die Gefahr von Wassernasen nicht gegeben, d. h.,
von einem Zustand, bei dem die Feuchtmittelmenge zu groß
ist. Durch die Veränderung des Verstärkungsfaktors wird
einerseits eine starke Reaktion des Reglers auf den
kritischen Zustand zu geringer Feuchtmittelmenge erreicht,
was die obengenannte Schmiergefahr mindert. Andererseits
wird durch die Verwendung des geringeren Verstärkungsfaktors
bei zuviel Feuchtmittelmenge die Gefahr der Instabilität
des Regelkreises ebenfalls vermieden. Darüber hinaus stellt
die regelmäßige Überwachung der Lage der Schmiergrenze im
Fortdruckbetrieb sicher, daß der Feuchtmittelregelung zu
jeder Zeit der exakte Sollwert zugrunde liegt.
Versuche mit dem erfindungsgemäßen Regelverfahren haben
gezeigt, daß bei einer Störgrößenaufschaltung die Regelung
eine ausgezeichnete Qualität aufweist. Eine sich durch die
Störgrößenaufschaltung verringernde Wasserfilmdicke führt
aufgrund der durch den relativ hohen Verstärkungsfaktor
bewirkten sehr schnellen Reaktion des Reglers nicht dazu,
daß Prozeß-Grenzparameter überschritten werden. Sobald die
Störgrößenaufschaltung entfällt, ist - aufgrund des nunmehr
erfindungsgemäß kleineren Verstärkungsfaktors - ein etwas
längerer Zustandsübergang unkritisch, da hierbei keine Gefahr
des Schmierens bzw. von Wassernasen besteht. Gleichzeitig ist
damit aber auch eine Überreaktion (Überschwinger) des Reglers
vermieden, ebenso ist die Gefahr von Dauerschwingungen
gebannt. Auch das Führungsverhalten der Regelung bei
sprungartigen 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
optimalen Sollwert. 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
Reglerreaktion führt ebenfalls zu einer stabilen,
unkritischen Situation.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung so
getroffen, daß der größere Verstärkungsfaktor ca. 1,2-2,
vorzugsweise 1,5 mal so groß wie der Grundverstärkungsfaktor
gewählt ist. Diese Werte haben sich als besonders günstig
herausgestellt.
Vorzugsweise kann so vorgegangen werden, daß ein eine
Stellgrößenänderung 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 Hysterese. Diese Betriebsweise hat den Vorteil,
daß stochastische Schwankungen des Meßsignals (Istwert
bzw. ein von diesem abhängiger Wert) unberücksichtigt
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
kleiner 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 Störgrößen bekannter Wirkung überlagert wird. Diese
Vorgehensweise hat zur Folge, daß Störgrößenauswirkungen
bekannter Art nicht über den Regelkreis in voller Größe
ausgeglichen werden 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
Kompensationsvorganges die Regelung stets aktiv bleibt.
Durch die beschriebene Kompensation ausgeglichene Störgrößen
können beispielsweise Änderungen der Druckgeschwindigkeit,
der Farbführung, der Temperatur oder auch Luftströmung sein.
Vorzugsweise wird die genannte Störgrößenkompensation dadurch
realisiert, daß der Reglerausgangsgröße Kompensationsgrößen
überlagert werden, die aus der Messung von Störgrößen mit
bekannter Auswirkung 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 Kompensationsgrößen-Überlagerungen.
Zusätzlich oder alternativ ist es jedoch auch möglich, die
Kompensationsgröße zu berechnen oder aus abgespeicherten
Tabellen bzw. aus Kennlinien zu ermitteln. Derartige Tabellen
oder Kennlinien können beispielsweise in entsprechenden
Prozeßführungsrechnern abgespeichert werden. Auch die
Berechnung der Kompensationsgröße läßt sich durch einen
Rechner vornehmen.
Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz eines
PI-Reglers bewährt.
Für die Ermittlung des Istwertes und des Sollwertes hat
es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieser auf
optischem Wege durch Lichtreflektionsmessung erfaßt wird. Die
gemessenen Werte stellen ein Maß für die Feuchtmittelmenge
bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke auf der Druckplatte 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
Istwertverlauf in Relation zur Schmiergrenze zeigt,
Fig. 4 ein Diagramm des zeitlichen Soll- und Istwertverlaufes
bei Störgrößenaufschaltung,
Fig. 5 ein Diagramm des Führungsverhaltens bei einem
Sollwertsprung,
Fig. 6 ein Diagramm von Soll- und Istwert bei
Störgrößenaufschaltung und Berücksichtigung eines
Soll-Istwert-Toleranzbandes,
Fig. 7 ein Blockschaltbild und ein Diagramm zur Ausgestaltung
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 erfolgende
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
Druckwerk 2 und ein weiteres Druckwerk 3 aufweist. Im
nachfolgenden wird nur auf das Druckwerk 2 eingegangen
und auch nur hier die Regelungsanordnung beschrieben. Das
Druckwerk 3 ist jedoch ebenfalls mit einer entsprechenden
Regelungseinrichtung versehen.
Dem die Druckplatte aufweisenden Plattenzylinder 4 des
Druckwerks 2 sind eine nicht dargestellte Anzahl von
Farbwalzen und überdies mehrere Feuchtwalzen 5 zugeordnet.
Die Feuchtwalze 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
vorgesehen: eine Auswerteschaltung 11, ein
Diskettenlaufwerk 12, ein Rechner 13 und eine
Meßdaten-Erfassungseinheit 14. Zur Ermittlung der
Feuchtmittel-Schichtdicke wird die Oberfläche der auf
dem Plattenzylinder 4 angeordneten Druckplatte optisch
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
Rechner verbunden. Dieser steht über Leitungen 18 und 19 mit
dem Diskettenlaufwerk und der Meßdaten-Erfassungseinheit
in Verbindung. Der Drehgeber 10 ist über eine Leitung 20
mit der Meßdaten-Erfassungseinheit 14 verbunden und der
Tachogenerator 9 steht über eine Leitung 21 ebenfalls mit
der Meßdaten-Erfassungseinheit 14 in Verbindung. Schließlich
führt die Leitung 22 von der Meßdaten-Erfassungseinheit 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
dem zuletzt an der Schmiergrenze gemessenen Sollwert
verglichen. Diese Schmiergrenze bezeichnet denjenigen
Feuchtmittelmengenwert bzw. Feuchtmittel-Schichtdickenwert,
bei dem gerade farbfreie Stellen der Druckplatte beginnen
Farbe anzunehmen. Eine Vorgabe eines derartigen Sollwertes
hat den Vorteil, daß ausgezeichnete Druckergebnisse erzielt
werden. Die Peripheriegeräte 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 Verstärkungsfaktoren arbeitet.
Überdies ist - wie auch aus der Fig. 1 ersichtlich -
eine von der Druckgeschwindigkeit abhängige Einflußnahme
vorgesehen; dieses erfolgt z. B. durch die Zuführung der
Tachospannung des Tachogenerators 9 über die Leitung 21 zur
Meßdaten-Erfassungseinheit 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 Maschinenstellung.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des zuvor beschriebenen
Regelkreises. Der Sollwert der Feuchtmittelmenge (bzw.
Feuchtmittels-Schichtdicke) SwSoll wird durch Anfahren
der Schmiergrenze während des laufenden Betriebs in
regelmäßigen Abständen neu bestimmt, so daß der Regelung
stets der aktuelle Sollwert SwSoll zugrunde liegt.
Dieser Sollwert wird einer Summierstelle 23 zugeführt.
Gleichzeitig wird der Istwert der Feuchtmittelmenge
(bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke) Sw ist mit negativem
Vorzeichen ebenfalls der Summierstelle 23 zugeleitet.
Die aus diesen beiden Werten resultierende Differenz
(Regelabweichung Xd) SwSoll-SwIst wird einem
Regler 24 zugeleitet. Der Reglerausgang steht über
eine Summierstelle 25 mit dem Feuchtwerk 26 der
Offsetdruckmaschine 1 in Verbindung. Je nach Ausgangsgröße
des Reglers 24 wird die Tauchwalzendrehzahl nT des
Feuchtwerkes 26 eingestellt. Der neben dem Feuchtwerk 26
dargestellte Block stellt die Druckplatte 27 dar, die
sich auf dem Plattenzylinder 4 der Offsetdruckmaschine 1
befindet. Es schließt sich eine weitere Summierstelle 28
an, deren Ausgangsgröße die reale Feuchtmittel-Schichtdicke
auf der Druckplatte verkörpert. Der zur Summierstelle 28
weisende Pfeil 29 deutet die die Feuchtmittel-Schichtdicke
beeinflussende Störgrößen an. Diese Störgrößen können
beispielsweise durch Luftbewegungen, Farbnachführungen oder
Temperaturänderungen auftreten.
Die Feuchtmittel-Schichtdicke auf der Druckplatte 27
wird von dem Sensor 15 erfaßt, der seine Daten der
Auswerteschaltung 11 zuführt, die unter anderem in der
Fig. 2 durch den Block 30 (Meßwertverarbeitung, Mittelung)
dargestellt ist. Der Ausgangswert der Meßwertverarbeitung ist
der zur Summierstelle 23 geleitete Istwert Sw ist.
Die Regelabweichung Xd wird einem Block 32 zugeführt,
dessen Schaltung Einfluß auf den Regler 24 nimmt, indem der
Verstärkungsfaktor KR beeinflußt wird. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, daß im Falle eines größeren Sollwertes SwSoll
gegenüber dem Istwert SwIst ein größerer Verstärkungsfaktor
verwendet wird, als bei Regelabweichungen, bei denen
der Sollwert SwSoll kleiner als der Istwert SwIst ist.
Vorzugsweise ist der höhere Verstärkungsfaktor etwa
1,5 mal so groß wie der niedrigere Verstärkungsfaktor
(Grundverstärkungsfaktor). Der Regler 24 ist vorzugsweise als
PI-Regler ausgebildet.
Ferner zeigt die Fig. 2 eine Kompensationsschaltung 33.
Beispielsweise kann diese eine Geschwindigkeitskompensation
vornehmen, d. h., eine Beeinflussung der
Druckprozeßparameter, hervorgerufen durch Veränderung
der Druckgeschwindigkeit. Es können jedoch auch andere
als Störgrößen auftretende Größen kompensationsmäßig
berücksichtigt werden. Möglich sind alle die Störgrößen,
deren Wirkung bekannt ist, so daß sie sich mittels Messung,
Berechnung oder Entnahme aus Tabellen bzw. Kennlinien
wirkungsmäßig erfassen lassen. Zurückkommend auf das
Beispiel gemäß Fig. 2 wird der Kompensationsschaltung 33
eine gegebenenfalls erfolgende Geschwindkeitsänderung
des Druckprozesses zugeleitet. Diese ist mit Delta UM
bezeichnet. Über eine Feuchtwerkskompensations-Kennlinie
wird die Größe Uk ermittelt, die eine Spannung zur
Geschwindigkeitskompensation 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 eingreifen 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 Steuerungen arbeiten, haben den Nachteil, daß
zusätzliche Störgrößen durch die fehlende Regelung nicht
ausgeregelt werden. Dieses kommt bei der erfindungsgemäßen
Anordnung durch die Überlagerung 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 Regelung
kann vorzugsweise das beschriebene Kompensationsverfahren für
Störgrößen mit bekannter Wirkung als Steuerung überlagert
sein. Vorzugsweise wird der größere Verstärkungsfaktor
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 Verwendung der Photodiodenzeile besteht
die Möglichkeit, den gesamten Streulichtverlauf über
die Länge der Zeile zu messen. Aus den an den einzelnen
Dioden der Diodenzeile ermittelten Strahlungsintensitäten
wird in der nachgeschalteten Auswerteschaltung 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
gezeigt. Oberhalb dieser Schmiergrenze verläuft
- wie erfindungsgemäß gewollt - der Sollwert für die
Feuchtmittel-Schichtdicke SwSoll. Der Istwert der
Feuchtmittel-Schichtdicke SwIst schwankt in seinem zeitlichen
Verlauf um den Sollwert SwSoll herum, wobei erkennbar
ist, daß beispielsweise aufgrund von Störgrößeneinflüssen
Regelabweichungen größer und kleiner 0 auftreten, d. h.,
dort, wo der Sollwert größer als der Istwert ist, liegt
eine Regelabweichung größer 0 vor, was zur Anwendung eines
erhöhten Verstärkungsfaktors 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 unterschiedlichen Zustände sind in der
Fig. 3 gekennzeichnet. Ferner ist der Fig. 3 zu entnehmen,
daß zwischen dem Sollwert SwSoll und der Schmiergrenze der
kritische Bereich ausgebildet ist, d. h., daß in diesem
Abschnitt liegende Reglerschwingungen Gefahr laufen, das
Druckerzeugnis durch Schmieren zu verderben. Oberhalb
des Sollwert SwSoll 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 kritisch. Um möglichst schnell
den kritischen Bereich zu verlassen, ist erfindungsgemäß in
der kritischen Zone ein gegenüber dem Grundverstärkungsfaktor
erhöhter Verstärkungsfaktor des Reglers vorgesehen.
Wird der unkritische Bereich angefahren, 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
bereit beschrieben - keine schädigenden Auswirkungen für den
Druck mit sich bringt.
Die Fig. 4 zeigt den zeitlichen von Sollwert SwSoll und
Istwert SwIst bei einer Störgrößenaufschaltung. Zum Zeitpunkt
t1 wird zur Durchführung des Versuches beispielsweise ein
von einem Ventilator erzeugter Luftstrom auf die Oberfläche
der Druckplatte geleitet, d. h., die Verdunstung des
Feuchtmittels wird beschleunigt. Demzufolge sinkt die
Wasserfilmdicke mit der Gefahr, in den Schmierbereich zu
fahren. Aufgrund des erhöhten Verstärkungsfaktors wird
erfindungsgemäß jedoch dieser Tendenz reaktionsschnell
entgegengewirkt, so daß sich innerhalb kürzester Zeit der
Istwert SwIst wieder auf den Sollwert SwSoll zubewegt und
im weiteren Verlauf etwa parallel angrenzend zu diesem
verläuft. Im Zeitpunkt t2 wird die Störgröße ausgeschaltet;
d. h., in dem beschriebenen Versuch: es wird der Luftstrom
unterbrochen. Demgemäß wird sich die Schichtdicke des
Feuchtmittelfilmes auf der Druckplatte zunächst vergrößern,
so daß der Istwert SwSoll den Sollwert SwSoll übersteigt.
Der Regler arbeitet demgemäß im unkritischen Bereich (vgl.
Fig. 3), wobei lediglich der Grundverstärkungsfaktor KR zum
Einsatz gelangt. Mit entsprechender Zeitkonstante bewegt
sich demgemäß im weiteren Verlauf der Istwert SwIst wieder in
Richtung auf den Sollwert SwSoll 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 SwSoll1 auf den
größeren Wert SwSoll2 folgt die Nachführung des Reglers
sehr rasch, da hier mit dem größeren Verstärkungsfaktor
operiert wird. Kritisch ist jedoch der Bereich, in dem
der Sollwert SwSoll2 wieder auf den Sollwert SwSoll1
zurückspringt. Hier liegt dann kurzzeitig der Fall vor,
daß der Sollwert kleiner als der Istwert ist, d. h., es
wird mit einem Verstärkungsfaktor KR operiert, der dem
Grundverstärkungsfaktor entspricht. Demgemäß laufen die
Vorgänge entsprechend langsamer ab, wobei es dennoch aufgrund
der Wahl der Größe des Grundverstärkungsfaktors möglich
ist, daß das nicht zu vermeidende 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
erfindungsgemäßen 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 reagiert. Insbesondere bleiben dabei
stochastische Schwankungen des Meßsignals unberücksichtigt,
was zu einer Vergleichmäßigung 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 Diagramm der Fig. 7 erkennbar. Ausgehend von dem
Koordinaten-Ursprungspunkt verbleibt - bei größer werdendem
positivem Wert Xd - die modifizierte Regelabweichung Xd* bei
0. erst wenn der Schwellenwert S1 überschritten wird, springt
die modifizierte 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 zurück. Überschreitet die Regelabweichung Xd den Wert 0,
d. h., wird sie negativ, so ergibt sich ein entsprechend
spiegelbildliches Verhalten.- Hierbei nimmt der Wert -Xd*
sprungartig erst bei Überschreiten eines Schwellenwertes S2
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 Überschreitens der entsprechenden
Schwellwerte S1 bzw. S2 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
Verstelleinrichtungen 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 t1 wird beispielsweise
die Druckgeschwindigkeit von 4000 Blatt pro Stunde auf 6000
Blatt erhöht, während zum Zeitpunkt t2 eine Verringerung der
Druckleistung von 6000 Druck pro Stunde auf 4000 Druck pro
Stunde erfolgt. Durch die Geschwindigkeitskompensation kommt
es - wie vorstehend beschrieben - nur zu einem relativ kurzen
gedämpften Schwingen des Istwert SwIst um den Sollwert SwSoll
herum, wobei der Regler nur geringfügig einzugreifen braucht,
da die wesentlichen Parameterveränderungen bereits durch
die überlagerte Steuerung abgefangen werden. Insgesamt
läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 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.
Feuchtmittel-Schichtdicke auf einer Druckplatte einer
Offsetdruckmaschine, wobei die Feuchtmittelmenge bzw.
die Feuchtmittel-Schichtdicke auf der Druckplatte erfaßt
und durch Verstellen der Feuchtduktordrehzahl und/oder
dergleichen auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt
wird und bei Regelabweichungen (Xd), bei denen der
Sollwert (SwSoll) größer als der Istwert (SwIst) ist, der
Regler (24) mit einem größeren Verstärkungsfaktor (KR)
betrieben wird als bei Regelabweichungen (Xd), bei denen
der Sollwert (SwSoll) kleiner als der Istwert (SwIst)
ist,
nach der Patentanmeldung P 39 07 584.2
dadurch gekennzeichnet,
daß im Fortdruckbetrieb in gewissen Zeitabständen die Schmiergrenze angefahren wird und
daß der bei Erreichen der Schmiergrenze jeweils gemessene Istwert (SwIst (Schmiergrenze)) als Sollwert (SwSoll) für die nachfolgende Regelung der Feuchtmittelmenge bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke verwendet wird.
daß im Fortdruckbetrieb in gewissen Zeitabständen die Schmiergrenze angefahren wird und
daß der bei Erreichen der Schmiergrenze jeweils gemessene Istwert (SwIst (Schmiergrenze)) als Sollwert (SwSoll) für die nachfolgende Regelung der Feuchtmittelmenge bzw. Feuchtmittel-Schichtdicke verwendet wird.
2. Verfahren zur Regelung der Feuchtmittelmenge (bzw.
Feuchtmittel-Schichtdicke) auf der Druckplatte einer
Offsetdruckmaschine, wobei die Feuchtmittelmenge
auf der Druckplatte erfaßt und durch Verstellen der
Feuchtduktordrehzahl und/oder dergleichen auf einen
vorgegebenen Sollwert geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Regelabweichungen (Xd), bei denen der
Sollwert (SwSoll) größer als der Istwert (SwIst) ist, der
Regler (24) mit einem größeren Verstärkungsfaktor (KR)
betrieben wird als bei Regelabweichungen (Xd), bei denen
der Sollwert (SwSoll) kleiner als der Istwert (SwIst)
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der größere Verstärkungsfaktor (KR) ca. 1,2
bis 2, vorzugsweise 1,5 mal so groß wie der
Grundverstärkungsfaktor (KRgrund) gewählt ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein eine Stellgrößenänderung bewirkender Regelvorgang
nur dann erfolgt, wenn die Soll-Istwert-Differenz
außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes liegt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelung eine Steuerung für die Kompensation von
Störgrößen (Z) bekannter Wirkung überlagert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reglerausgangsgröße eine Kompensationsgröße
überlagert wird, die aus der Messung einer Störgröße (Z)
resultiert.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und/oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompensationsgröße selbsttätig berechnet oder
aus abgespeicherten Tabellen bzw. Kennlinien automatisch
ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein PI-Regler (24) verwendet wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der die Feuchtmittelmenge darstellende
Istwert (SwIst) auf optischem Wege durch
Lichtreflexionsmessung erfaßt wird.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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ID=25878610
Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1990-09-05 DE DE19904028083 patent/DE4028083A1/de not_active Withdrawn
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