开题报告-曲面印刷机PLC控制系统设计.doc

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毕业设计开题报告

1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

随着印刷机械的自动化，数字化工作流程的不断更新和完善，印刷技术创新层出不穷。其中，曲面印刷是网版印刷的一个分支，主要应用于一些饮用杯具和广告礼品等的印刷中，分为凸印和凹印，其曲面承印物的组成材料主要有金属、玻璃、陶瓷等高分子材料。[1]凸版印刷机的特点有：（1）印迹清晰，墨色饱满（2）印刷的版材形式多样（3）印刷机结构简单，操作方便（4）适合于印刷面积小，数量少，超厚和纸质粗、松、不平整以及塑料等。印刷方法为：墨辊给印刷部分敷墨，压印使版与承印物接触，油墨转移。[2]

本课题所研发的是一种专用于圆柱形、圆弧形或截锥形物品的全自动多色曲面印刷机。包括有轮转印刷机、料盘机构、上下料机构和传动机构。由程控器协调上下料和各部件的同步联动。[3]其中，轮转印刷采用滚筒印版和滚筒压印，有独立的供墨系统，承印物从两个滚筒之间经过时，在压印滚筒作用下，版印上的图文随机转移到承物上，完成印刷后，再把卷筒纸裁切成单张印刷品，故轮转印刷适合于大批量生产。[4]其次，该曲面印刷机的主机自动控制系统设计采用的是三菱FX2N-64M系列的PLC。调整控制采用的是交流变频调速。通过对全自动曲面印刷机的工作状态和操作的相关信息的整体分析，然后编写梯形图实现对印刷机的运转、印刷机的急停等的控制。[5]PLC不仅能实现继电器控制所具有的逻辑判断、计数、计时等顺序控制，同时还具有执行算术运算、对模拟量进行控制等功能，PLC已经发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，它能生成报表、可诊断自身故障及机器故障。具有编程简单、功能强大而性价比高、可靠性高使用寿命长、接线简单维修工作量小等突出优点，能够取代传的继电器控制电路，完成各种电气控制功能。除此之外，与单片机、计算机控制系统比较，PLC具有兼容性、扩展性、抗干扰性强、负载能力强大的特性，适用于各种复杂的工作现场环境。[6]

随着电力电子技术，微电子技术和现代控制理论的快速发展，交流变频技术已广泛应用到工业生产中。利用变频器对交流电动机进行调速控制的张力系统，具有许多磁粉系统所无法比拟的优点，如节能可以实现大范围内高效连续调速控制，容易实现放卷、收卷方向的正反转切换，在不停机换轴时减少由于张力波动产生的废料等等。因此，在进行调速控制时，可以通过控制变频器的输出功率使电动机工作在转差率较小的范围，电动机的调速范围较宽，并可以达到提高运行效率的目的。一般来说，通用性变频的调速范围可以达到1：10以上。目前变频器已部分取代了印刷机械传统的电磁调速和机械调速方式。通过交流主电机调速完成印刷过程中的一系列动作，改善了系统功能，使其操作方便，维修简单，而且使印刷机的高性能，高功能得以充分发挥，并使原来机械驱动系统进一步向小型化发展。[7]

由PLC和变频器及其电机组成的印刷机控制系统，通过控制驱动印刷版筒的主电机以及上料、下料等各个电机的线速度同步来达到张力稳定，具有响应快速的特点，并且可以提供良好的设定功能，以满足各种材料的工艺特性。[8]

20世纪80年代以来，交流调速技术及应用发展很快，打破了“直流传动调速，交流传动不调速”的传统分工格局。交流伺服电动机广泛用在数控机床上，并有取代直流伺服电动机的趋势。[9]在交流伺服系统中采用同步型交流伺服电动机和异步型交流感应伺服电动机。随着大功率电力电子器件、新型变频技术的发展，以及现代控制理论、计算机数字控制技术等在实际应用中取得的重要进展，促进了交流伺服驱动技术的发展，使得交流伺服驱动逐渐代替直流伺服驱动。[10]

变频调速的主要环节是为交流电动机提供变频变压电源的变频器。目前，用的最多的是交-直-交变频器。在电压逆变器中，电路的作用是将直流电压切换成等效正弦的一串方波电压，所用的器件多为大功率晶体管，或可关断晶闸管GTO和绝缘栅双极晶体管等。在PWM变频器中，通常采用二极管桥式整流器，其输出的直流电压是恒定的，然后经脉宽调制得到可调的输出电压（变频、变压）。[11]

SPWM变频器，即正弦波PWM变频器，属于交-直-交静止变频装置。[12]它先将50Hz的工频电源经整流变压器变到所需的电压后，经二极管可控整流和电容滤波，形成恒定直流电压，再送入由大功率晶体管构成的逆变器主电路，输出三相频率和电压均可调整的等效于正弦波的脉宽调制波（SPWM波），去驱动交流伺服电动机运转。[13]由于SPWM型变频器采用脉宽调制原理，克服或改善了相控原理中的一些缺点，具有输入功率因数高和输出波形好的优点，因而在调速系统中得到了广泛应用。SPWM调制的基本特点是等距、等幅而不等宽，中间脉冲宽