贝加莱完整的印刷解决方案支撑平台

供稿：贝加莱工业自动化（中国）有限公司

  • 关键词：贝加莱,印刷解决方案,支撑平台

贝加莱在印刷控制领域的技术得益于与业界卓越的领导者的合作中形成，因此，其硬件平台与软件设计能够满足印刷工业的面向未来的需求，贝加莱的印刷工业方案涵盖了印前、印中与印后加工整个流程，并且，也提供整厂集成的组态开发。


1.贝加莱印刷控制解决方案构成框架
贝加莱的印刷解决方案由多个层次构成，包括了几个不同的层次设计，详细描述如下

1.1.硬件平台
1.1.1紧随IT技术的硬件平台设计
● 以太网接口：贝加莱技术跟随着IT技术的快速发展，使得其支持各种IT领域的技术如Ethernet技术，所有来自B&R的硬件均标配Ethernet接口；
● XML技术支持：支持脚本语言的编写，PLCopen XML集成；
● OPC Server与管理层的设备互联能力；
● 面向对象的编程技术OOP支持Windows下的程序互联；
● Windows下的数字化管理与实时控制的集成。
这些技术代表着贝加莱能够与数字化工厂的CIP4/PDF等紧密集成。
1.1.2ACOPOS族产品线-独立驱动技术基础产品
贝加莱ACOPOS、ACOPOSmulti、ACOPOSmicro、ACOPOSinverter系统及最先进的Ethernet POWERLINK实时通信技术构成了无轴传动的技术基础。
 
ACOPOS家族产品是智能型、分布式驱动控制系统，具有强大的本地运算与处理能力，具有非常强的适应能力：
● 宽广的产品范围适应印刷工业需求；
● 分布式设计-满足机械系统的模块化设计，可实现基于Motion的控制；
● 网络拓扑自由-易于扩展，增加一个色组、裁切单元仅需以太网电缆的连接即可；
● 机械系统允许下可实现断电停车能力
● 具有宽广的电压范围230VAC~480VAC，环境适应能力强；
● 高功率密度、共直流母线的ACOPOSmulti具有节能能力；
● 结构紧凑，书本式安装节省电柜空间。
1.1.3分布式I/O系统
X20分布式I/O具有如下特点：
● 灵活扩展，远程站通过高速总线传输如同背板总线的采样速度；
● 高I/O密度模块，结构极其紧凑，支持预接线；
● 自由扩展，带电热插拔
 
1.2智能运动控制技术
1.2.1虚轴与实轴控制
对于贝加莱系统而言，印刷传动系统为一个可以由多个轴的电子齿轮关系构成的系统，构成虚拟主轴关系，伺服轴都跟随一个由数学模型建立的轴进行同步运动，这个虚拟主轴使得系统可以近似为一个理论的系统，无偏差、无磨损的系统，保证高精度的印刷控制及张力控制的高速同步控制。
1.2.2运动轨迹自动生成
无论对于电子齿轮、电子凸轮CAM而言，系统可智能的设定参数，由系统自动按照需要生成最为光滑而高速的运动曲线，从而能够大大降低系统对于机械的冲击，保证高品质印刷和裁切等任务的执行。
 
1.3印刷技术
贝加莱印刷技术包含了印刷库的集成，
1.3.1自动套色技术Automatic Registration System
当系统色标经过第一个光电眼时，系统锁定一个当前伺服相位值，当色标经过第二个光眼时锁定第二个伺服相位值，两个相较计算出偏差值，多个色组偏差值计算后，通过高速实时总线Ethernet POWERLINK传输至X20 CPU站的套色软件系统，考虑系统的速度、张力设定等因素，经过多变量系统耦合和解耦运算给出每个轴的调整值，经Ethernet POWERLINK传输至每个驱动轴，进行相位调整，从而实现对偏差的处理。



与传统的印刷套色系统优势在于：
－独立印刷套色系统，由贝加莱独立开发而无需昂贵的第三方套色系统；
－一个处理器、一条总线、一套软件；
－预套印技术降低废料；
1.3.2色标检测技术



集成于ACOPOS驱动器上的色标采样模块可直接处理来自色标传感器的信号，并进行滤波、编码处理，由于其直接在驱动器上，因此，可通过Ethernet POWERLINK传输至系统主站，该设计与传统的色标信号由控制系统的I/O处理方式具有更高的响应速度，其它包括：
－色标中值计算提高精度；
－可支持多种类型色标如方标、梯形标、圆形标、矩形标、三角标；
－色标补偿处理。


 
1.3.3集成收放卷张力控制
张力控制构成了印刷控制的关键，贝加莱提供了针对印刷的收放卷的锥度张力控制算法，支持带传感器、摆辊及开环的张力控制算法，根据需要进行不同的应用。


1.3.4基于仿真的张力模型建立
B&R的Automation Studio系统具有与Mathworks的MATLAB/Simulink系统代码自动生成的集成接口，通过对印刷的不同应用张力进行建模，并代码生成至X20CPU实现Hardware In the Loop的在环测试，这一基于建模的设计使得对于不同的材料、速度、传感器类型物理组件纳入系统，并建立张力控制的闭环和开环控制器，具有广泛的适用性，并大大降低了研发与测试成本。

1.3.5电子凸轮裁单张技术
CAM技术为ACOPOS智能型伺服驱动系统内置功能，对于印刷工业而言，其应用场合包括以下方面：
－印后裁单张,支持多刀对称、非对称裁切、自由设定裁切长度；
－烫金加工
－印刷套从轴叠加曲线

在柔版后道模切、裁单张、全息定位烫等均可使用CAM技术来进行加工，而且可支持带色标定长和不带色标的定长裁切，可自由设定裁切长度，并支持与外接的编码器同步跟随。
 
2.机器的模块化设计
如何实现机器的模块化设计？这对于控制系统而言，包含了两个方面:
硬件的模块化-这里毋庸置疑，贝加莱的硬件系统具有这一能力，我们将从软件的角度来对模块化设计进行描述贝加莱方案，并以印后加工为例进行示例介绍。
 
对于印后加工而言，其由折页、配页、胶装、输送、切书多个单元构成，对于系统而言，其软件模块可以根据需要分为折页方法的选择、配页书贴数量和顺序的配置、胶装的开本、拉槽铣背等构成、输送与三边切参数的设置，模块化的处理包含了对整个联线设备的软件构建，而其模块化的软件又能够将整个过程进行分组移植到独立的设备控制器上，这得益于以下贝加莱系统的特点：
——硬件独立的软件设计，无需考虑处理器的型号，因为，软件可运行于贝加莱不同的处理器，而无需考虑配置。
——分布式的系统设计，基于总线的系统可以增加或减少设备，而系统软件也可以打开或关闭软件功能块，使得机器可以任意组合。
——内置的温度控制模块可以自由增加和减少，而软件的趋势显示、参数、报警画面也可以独立的依照系统需要而增加、减少，无需复杂的编程即可。
 
3.Ethernet POWERLINK工业实时以太网技术
这必须作为一个独立的单元进行介绍的原因在于：所有的印刷控制涉及到的问题，如印刷品质量、传动精度、电子齿轮同步关系、分布式控制与模块化设计都依赖于总线控制技术，而Ethernet POWERLINK则提供了这一需求的最大化满足能力。
 
 
对于基于总线的控制技术而言，Ethernet POWERLINK是最早投入使用的实时以太网技术，在2001年即投入使用，在过去的10年里，其安装节点总数已接近200万个，22多万台设备运行在全球各个角落。
● 100Mbps实时以太网技术
● 抖动<<1uS
● 节点间距:100m/2km(光纤传输)
● 数据通过率高
● 一个POWERLINK网段支持240个节点
Ethernet POWERLINK对于那些需要高速、高精度同步的实时应用而言，无疑是关键要素，可以实现40个伺服轴、37个I/O站 800uS的刷新速度.
除了卓越的系统性能，POWERLINK的以下功能也将带给应用优秀的特性
 
功能特点
简述
应用优势
直接交叉通信
无需通过主站,从站间可直接建立通信
实现轴与轴之间高速电子齿轮、电子凸轮同步
灵活的拓扑结构
支持任意拓扑结构
便于现场网络组建，无需考虑拓扑对于系统的影响
环形冗余
提供环形冗余设计
提供冗余系统提高系统的可用性
热插拔
在线更换模块，无需停机
降低系统停机所造成的损失
支持异步通信
服务数据、管理数据可在异步阶段传输
实现视频监控、管控一体化的数据传输
数据安全
保证网络内数据的保密性
安全的数据访问控制
Safety技术
支持IEC61508标准, SIL3,PL e等级
提供对人身安全的保障
 
4.应用
POWERLINK技术在印刷控制中应用于下列系统，并经过数十万台机器的验证：
－凹版印刷无轴传动系统
－卫星式柔版无轴传动控制
－窄幅/宽幅柔版印刷系统无轴传动
－商业轮转/报业轮转机组无轴传动控制
－胶版/柔版标签印刷无轴传动
－票据/表格纸凸版/胶印无轴传动系统
－骑马订书联动线
－胶装联动线

发布时间：2014年6月13日 19:25  人气：  
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