ЛИСТОВЫЕ и рулонные офсетные печатные машины фирмы Heidelberg оснащаются различными компьютерными устройствами — от небольших пультов, устанавливаемых непосредственно на машине, до сложных иерархических систем, в которых управление машиной функционирует как звено в комплексной системе управления многоплановой производственной деятельностью предприятия. Фирма Heidelberg имеет большой опыт разработки таких средств начиная с отдельных компонентов системы СРС (Computer Print Control) . Эти компоненты ( СРС 1, СPC 2, СРС 3, СРС 4 и др.) появлялись под порядковыми номерами, как бы отмечая этапы эволюции печатных машин фирмы в ее стремлении к совершенству производимого оборудования.

Совершенствование управления сопровождалось (или диктовалось) совершенствованием конструкции машин. Наиболее сложным аспектом управления печатной машиной, вероятно, является регулировка подачи краски (в частности, зональной) в процессе печатания, и первые компьютерные устройства управления были разработаны применительно к красочным аппаратам печатных машин.

В традиционных печатных секциях краска из красочного ящика выводится в раскатную систему через зазор между дукторным цилиндром и красочным ножом. Количество краски, поступающей на оттиск в установившемся режиме печатания, определяется профилем толщины слоя краски на дукторном цилиндре и шириной полосы контакта дукторного цилиндра с передаточным валиком в расчете на один печатный цикл. В идеале все печатающие элементы формы должны быть покрыты равномерным по толщине слоем краски. Поэтому количество краски, поступающей на форму в каждой зоне, должно быть пропорционально площади печатающих элементов.

Для правильной настройки зональной подачи краски необходимо учитывать особенности выхода краски из краскоподающего узла и ее прохождения через раскатную систему красочного аппарата. Одна из таких особенностей — взаимовлияние регулировок подачи краски в соседних зонах при сплошном красочном ноже: перемещение кромки ножа относительно дукторного цилиндра в одной красочной зоне приводит к изменению зазора не только в этой зоне, но и в двух-трех соседних справа и слева от нее. Чем толще нож и шире его консольная часть, тем заметнее этот эффект. Для его устранения, по-видимому, нужно делать нож тоньше и приближать опору к самому его краю по всей ширине красочной зоны.

Конструкторы фирмы Heidelberg предложили кардинальное решение, изменив сам механизм зонального регулирующего органа. Вместо сплошного ножа они установили ряд цилиндров с эксцентрическими выемками, а для предотвращения протекания краски между цилиндриками покрыли их прочной к истиранию и легко заменяемой силиконовой пленкой.

Такая конструкция устранила эффект труднопредсказуемости взаимовлияния регулировок в соседних зонах и дала возможность точно дозировать зональную подачу краски. Кроме того, стала реальной дистанционная настройка всех красочных секций одной машины с единого пульта у правления. Для этого каждый орган зональной регулировки был оснащен индивидуальным электродвигателем и потенциометрическим датчиком обратной связи (см. рис. 3.3), а кнопки управления и индикация профиля зональной подачи краски были выведены на лицевую панель пульта управления — СРС 1 ( рис. 22.1 ).

Пульт представляет собой стол, на который можно положить взятый из машины оттиск. Над столом располагается светильник с нормализованным люминесцентным источником света, обеспечивающим постоянство условий наблюдения. В этой же зоне наблюдения у задней кромки стола находится вертикальный планшет, на котором с помощью магнитных прижимов можно закрепить эталонный (подписной) оттиск. Если при сравнении текущего оттиска с подписным печатник заметит отклонения в цветовом тоне или насыщенности отпечатка, он может прямо с пульта внести коррективы в подачу краски в любой зоне на любой печатной секции машины, нанимая на соответствующие клавиши «+/-«, расположенные в ряд под контролируемым оттиском, и наблюдать за отработкой задания по размещенному над клавишами светодиодному табло, на котором отражается текущий профиль подачи краски, согласно поступающим с зональных потенциометров сигналам обратной связи.

Для упрощения процедуры установки необходимого зазора пульт СРС 1 оснащен световым карандашом ( рис. 22.2 ). Печатник подносит острие карандаша к требуемой отметке соответствующего зонального столбика светодиодного табло, и контур управления СРС 1 автоматически отрабатывает заданное значение в указанной зоне выбранной печатной секции.

По мере накопления опыта производства пультов СРС 1 и их эксплуатации в типографиях эти система стали штатным оборудованием многосекционных листовых машин типа Speedmaster и др. С появлением новых компонентов системы СРС (СРС 2, СРС 3 и т.д.) начали выпускаться и модификации пультов СРС 1:

СРС 1-01 — штатный пульт дистанционного управления подачей краски и приводкой;

СРС 1-02 — пульт управления, обеспечивающий все функции пульта СРС 1-01 и дополнительно содержащий световой карандаш, устройство для приема информации о площадях печатающих элементов на формах по данным СРС 30, компьютер и устройство запоминания красочных профилей;

СРС 1-03 — пульт управления, обеспечивающий все функции пульта СРС 1-02 и дополнительно выполняющий автоматическую корректировку подачи краски по данным СРС 21 и автоматическую корректировку нсприводки красок по данным переносного прибора СРС 41, (снятого в настоящее время с производства в связи с выпуском более совершенного автоматического машинного устройства СРС 42);

СРС 1-04 — пульт управления, обеспечивающий все функции пульта СРС 1-03 и дополнительно выполняющий автоматическую настройку краскоподающего узла по данным СРС 31, а также автоматическую корректировку неприводки красок по данным машинного устройства СРС 42.

Еще более широкий спектр функций выполняют пульты управления CPTronic и СРС 2000 . Для понимания принципов действия всех этих пультов необходимо рассмотреть работу устройств СРС 20. СРС 30 и СРС 40 (цифрами при аббревиатуре СРС обозначается типажный ряд устройств: 20 — устройства контроля качества оттисков: 30 — устройства определения площади печатающих элементов по красочным зонам; 40 — устройства контроля неприводки красок на оттиске).

Выполненная на стадии подготовки машины к печати предварительная настройка общей и зональной подачи краски существенно улучшает соотношение производительных и непроизводительных затрат времени на выполнение заказов (особенно для малотиражной цветной продукции, типичной для листовых машин фирмы Heidelberg) и сокращает потери в процессе печатания. Но. в конечном счете, оценка качества продукции возможна только по самому оттиску, так как учесть при настройке все возмущающие факторы невозможно, да и динамика процесса печати (например, разогрев машины во время работы) воздействует на многочисленные взаимосвязи технологических параметров процесса с характеристиками конструкции машины.

Традиционным инструментальным средством контроля качества оттисков являются денситометры отраженного света. С целью облегчения измерений оптической плотности на обрезных полях оттисков (поперек направления движения бумаги) печатаются полоски контрольных меток, периодические измерения которых в процессе печатания (для чего контрольный оттиск необходимо взять из машины) дают возможность следить за возникающими отклонениями в подаче краски и своевременно реагировать на них путем корректировки положения регулирующих органов красочных аппаратов. Поскольку меток контроля на оттиске может быть несколько сотен (например, при четырехкрасочной печати на машине с 32 красочными зонами в каждой секции только меток-плашек чистых цветов нужно по четыре в каждой зоне, т.е. 128, а необходимы еще и полутоновые для определения контраста, штриховые для определения растискивания и скольжения, метки бинарного наложения и т.п.), измерение их всех вручную по ходу процесса становится нереальным, а обработка такого объема информации в темпе печатания тиража (on-line) без компьютерной техники — невозможной.

Специалисты фирмы Heidelberg решили задачу контроля качества оттисков, разработав специальную контрольную шкалу ( рис. 22.3 ) и создав первоначально денситометрический стол СРС 2, замененный впоследствии более совершенным спектрометрическим устройством СРС 21. Дело в том, что денситометрический контроль по меткам не всегда дает точное представление о цветовых отклонениях на оттиске ( рис. 22.4 , при денситометрических измерениях за красным фильтром получена одинаковая величина оптической плотности). Он в определенной степени приемлем в случае, например, использования красок стандартной офсетной триады и черной. Но при печатании более чем в четыре краски (такие варианты предусматривают приобретающие признание технологии под названием High Fidelity Color , дословно — цвет высокой верности) и при использовании особых (например, с металлическим оттенком) или смесевых красок только спектрофотометрический контроль дает возможность эффективно следить за качеством многокрасочной продукции.

Устройство представляет собой ( рис. 22.5 ) стол с измерительной балкой, предназначенной для перемещения фотоголовки вдоль полосы контрольных меток на оттиске. Результаты измерений индицируются на мониторе и передаются в пульт управления той печатной машины, на которой получен оттиск ( СРС 21 может обслуживать до шести печатных машин). Связь оператора с компьютером СРС 21 производится через клавиатуру, посредством которой осуществляются стартовый диалог (ввода исходных данных о заказе, установка номиналов и допусков и т.п.), вызов информации нa дисплей и вывод ее на печать.

Принцип измерения, заложенные в СРС 21 , иллюстрируется на рис. 22.6 . Световой поток излучателя, отразившись от кругового сферического зеркала падает конусообразно на контролируемый участок оттиска под углом 45° к его поверхности. Отраженный световой поток под углом 0° направляется через отклоняющее зеркало и волоконный световод из фотоголовки в спектрофотометр. Там с помощью дифракционной решетки, которая действует наподобие призмы, он разделяется на спектральные цвета и направляется на фотодиодную линейку.

Фотодиоды измеряют распределение излучения во всем видимом спектре (между 380 и 730 им) и передают результаты в компьютер. Там измеренные сигналы преобразуются в колориметрические параметры X, Y и Z, а также выражаются в координатах цветности х, y и Y модели CIE .

Эти величины при необходимости могут быть представлены в виде параметров цветовых пространств CIELAB либо CIELUV. Затем измеренные значения сравнивают с допусками на отклонения цвета и необходимые коррективы передаются через пульт управления печатной машины в красочные аппараты соответствующих печатных секций, где они автоматически обрабатываются исполнительными механизмами. Информация о выполнении заданий передается на пульт управления в виде сигналов обратной связи от потенциометрических датчиков, установленных в каждой регулировочной зоне (см. рис. 3.3).

Инерционность прохождения краски через раскатную систему красочного аппарата делает необходимой проверку результатов автоматической коррекции по оттиску, с определенной временной задержкой после внесения изменений в подачу краски. Это заставляет печатника периодически отбирать оттиски из машины для приборного контроля.

Фирмой Heidelberg разработана подсистема СРС 22 для сертификации качества оттисков ( рис. 22.7 ). С ее помощью печатник может заранее установить периодичность отбора оттисков для контроля и при наступлении момента отбора оттиска из машины СРС 22 подает об этом сигнал печатнику.

Конструктивно СРС 22 представляет собой переносной беспроводной прибор (портативный принтер), позволяющий наносить на отобранный для контроля оттиск идентифицирующую его цифровую информацию ( рис. 22.8 ). Такая маркировка позволяет документально подтверждать параметры качества оттисков в тираже при предъявлении готовой продукции заказчику.

Последующие модели устройств контроля качества печати ( СРС 23, СРС 24 ) ориентированы на измерение изображения по всей площади рабочего поля оттисков. Более подробно этот аспект рассмотрен в главе, посвященной последним разработкам фирма.

Задачей устройств СРС 30 является получение данных о распределении площадей печатающих элементов по красочным зонам для предварительной настройки подачи краски с целью сокращения времени подготовки машины к печатанию тиража. По этим данным в компьютере пульта управления машиной рассчитывается программа настройки общей и зональной подачи краски для каждой печатной секции.

Основой для расчета программы настройки является положение о том, что в установившемся процессе печатания количество краски, вышедшей из красочного ящика за определенный промежуток времени, равно количеству краски, перешедшему за то же время на бумагу. Поскольку общая подача краски (ширина красочной полосы, передаваемой с дукторного цилиндра в раскатную систему, как это показано на рис. 22.9 ) для всех красочных зон является одной и той же, профиль толщины слоя краски на дукторе должен соответствовать площади заполненяя формы печатающими элементами в каждой зоне.

Информация о площади печатающих элементов может быть получена либо непосредствснными измерениями на форме, либо взята из компьютерной базы данных (при компьютерной верстке издания). Фирма Heidelberg одной из первых разработала устройства для сканирования печатных форм (называемые плейтсканерами). Первоначально это быт плейтсканер СРС 3 . В настоящее время для этих целей предлагается более совершенное устройство СРС 31 .

СРС 31 ( рис. 22.10 ) представляет собой вертикальную напольную конструкцию вакуумного с гола, на котором располагается печатная форма, а над ее поверхностью перемещаете 1 измерительная балка с двумя линейками фотодатчиков. В каждой линейке по 32 фотодиода (по числу красочных зон). Сенсоры одной из линеек ( рис. 22.11 ) непосредственно воспринимают отраженные от формы световые потоки, а фотодиоды второй линейки — через оранжевый светофильтр. Это позволяет измерять на СРС 31 печатные формы с различными типами отражающей поверхности -монометаллические, биметаллические. полиэстровые. Тип формы задается оператором при настройке устройства.

Печатная форма выравнивается вертикально таким образом, чтобы измерительное окно располагалось точно над индивидуальной красочной зоной, ширина которой составляет 32,5 мм. Измерительная балка перемещается в направлении печати, т.е. параллельно зонам регулирования подачи краски.

После включения прибора освещающие форму люминесцентные лампы должны прогреться в течение нескольких минут для стабилизации светового потока. Сила света определяется измерениями по калибровочной полосе. После достижения постоянства силы света можно выполнять измерения на печатной форме.

Калибровка осуществляется перед измерением каждой формы по двум калибровочным полосам (0% и 100% запечатки), расположенным в зоне исходной позиции измерительной балки. Поскольку отражающая способность печатных и пробельных элементов различна, сигналы фотодатчиков зависят от относительной площади заполнения контролируемого участка печатными элементами (площадка элементарного участка контроля на форме для одного фотодиода составляет 5.5 х 32.5 мм).

После калибровки измерительная балка наезжает на начальный край формы, где также располагают полоски со 100%-ной и 0%-ной площадью печатающих элементов. По сигналам фотодатчиков от этих полосок корректируется калибровка прибора с учетом отражательных свойств конкретной формы. Далее измерительная балка проезжает вдоль всей формы, при этом каждый из фотодиодов сканирует свою красочную зону. В конце формы также имеется полоска с 0% печатающих элементов, которая позволяет проверить однородность отражательной способности формы.

Аналоговые сигналы, полученные отдатчиков измерительной балки, припускаются через предварительный усилитель, поднимающий амплитуду сигнала до стандартного уровня 0-10 В и затем преобразуются в цифровой код в аналого-цифровом преобразователе.

Эти данные превращаются процессором в файл, заносимый в память СРС 31, откуда через последовательный интерфейс могут передаваться в пульт управления печатной машины по кабелю связи или через магнитную карту записи заказов ( CPC-job memory card ), показанную на рис. 22.12 . В пульте управления по переданным значениям рассчитываются величины открытия зазоров красочных зон и ширина полосы общей подачи краски.

К средствам второго вида относится программная разработка СРС 32 , позволяющая получать данные о распределении печатающих площадей по красочным зонам непосредственно из компьютеров подготовки издания к печати ( рис. 22.13 ). СРС 32 является продуктом новой концепции фирмы Heidelberg, ориентированной на компьютерную связь в едином рабочем потоке всех стадий полиграфического репродуцирования. для краткого представления объединенных в три группы процессов: допечатные (prepress), печатные (press) и следующие за печатью (postpress). По инициативе фирмы был образован Консорциум CIP3 из ведущих организаций, работающих в области компьютерной обработки изображений, который объединяет в настоящее время около 30 членов (Heidelberg. KBA, MAN. Adobe, AGFA и др.). Цель Консорциума выражается в самой аббревиатуре CIP3: Cooperation for Integration of Prepress, Press and Postpress (кооперация для объединения трех полиграфических стадий). Схематично такое объединение представлено на рис. 13.1.

На предприятиях, охваченных цифровым потоком CIP3, рекомендуется использовать схему СРС 32-СIP3 ( рис. 22.14 , а ), где информация о зональном распределении площадей изображения в полосах издания передается в пульт соответствующей печатной машины по кабелю (или через СРС-карту). Там, где отсутствует CIP3, и в основном для машин малых форматов (до A3) предлагается схема СРС 32-PS (рис. 22.14, б), где необходимая информация о площадях извлекается из PostScript-файлов и записывается на СРС-карту, с помощью которой также поступает в пульт машины.

Использование СРС 32 сокращает потери ( рис. 22.15 ), позволяет обойтись без затрат на приобретение СРС 31 и дает возможность улучшить показатель «качество / стоимость» выпускаемой продукции.

К контролируемым параметрам качестве оттисков относится и точность совмещения изображений, отпечатанных на бумаге во всех печатных секциях. — приводка красок. Человек способен заметить неприводку в несколько сотых долей миллиметра. поэтому для поддержания высокой точности приводки (до 0,01 мм) фирма Heidelberg создала первоначально ручной прибор контроля приводки СРС 4 (впоследствии СРС 47). на смен у которому затем было выпущено устройство СРС 42 для автоматического слежения за приводкой красок непосредственно в печатной машине ( рис. 22.16 ).

Если в СРС 4 и СРС 41 совмещение красок контролировалось по меткам, похожим на традиционные приводочные кресты, то для СРС 42 разработаны специальные полоски контрольных меток, которые печатаются на каждом оттиске с левого и правого краев листа по ходу его движения. Эти метки позволяют следить за осевой, окружной и диагональной приводкой красок. Принцип обнаружения неприводки иллюстрируется на рис. 22.17 .

Базовой краской (например, черной) на оттиске печатаются три начальные метки (позволяющие синхронизировать измерения со скоростью печати), опорные метки (в виде двух прямоугольников) и эталонные приводочные метки (в виде двух прямоугольных трапеций, повернутых косыми сторонами друг к другу). Остальными красками такие же спаренные трапеции впечатываются в отведенные для них промежутки между опорными метками. Если эти метки размещены идеально, то расстояния в левой и правой полосах попарно соответствуют друг другу и между собой: АВ=ЕF : BC=DE.

В случае осевой неприводки нарушается равенство отрезков ВС и DE меток соответствующей краски в обеих контрольных полосах. При нарушении совмещения по ходу печати (окружная неприводка) выявляется неравенство отрезков АВ и EF. Диагональная кеприводка нарушает вес равенства в левой и правой группах отрезков для меток соответствующей краски.

Слежение за метками в процессе печатания осуществляется с помощью измерительной балки, устанавливаемой в последней печатной секции машины (при односторонней печати, а в случае двусторонней — в секциях, печатающих последнюю краску на каждой из сторон). Внутри балки на направляющей штанге расположены две фотоголовки (по одной на каждую полоску меток), перемещаемые с помощью шаговых двигателей. В процессе приладки оператор сообщает компьютеру СРС 42 , в каких красочных зонах находятся контрольные полосы, и компьютер по первым оттискам автоматически с помощью шаговых двигателей выводит фотодатчики на нужную позицию.

Определив эталонные расстояния (если полоски меток имеют постоянное местоположение, то они хранятся в памяти компьютера), СРС 42 в дальнейшем сравнивает эти значения с текущими данными. При появлении рассогласований компьютер выдает команды на исполнительные органы ( рис. 22.18 ) соответствующей печатной секции. Осевая неприводка корректируется смещением соответствующего формного цилиндра вдоль собственной оси: окружная — доворотом его вперед или назад: диагональная — путем смещения одной из опор цилиндра относительно другой (в горизонтальной плоскости).

Опыт, накопленный при разработке и распространении системы СРС, позволил фирме Heidelberg перейти к созданию систем компьютерного управления машиной в целом. Такой системой стала CPTronic , объединившая электронным (отсюда окончание -Tronic в названии) управлением практически все локальные устройства машины (даже если они не производились фирмой, а закупались как комплектующие изделия). С помощью сотен, а то и тысяч датчиков система следит за нормальным функционированием машины, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предупреждает о неполадкам.

К функциям, возложенным на CPTronic , относятся:

настройка печатной машины (от настройки на формат и бумагу до смены печатных форм);

управление машиной в процессе печатания (управление главным и вспомогательными приводами, регулирование скорости печати, обеспечение подачи расходных материалов и др.);

ввод и вывод машины из режима печати (включение-отключение натиска, приставление-отставление красочных и увлажняющих валиков, периодическая смывка цилиндров и валиков и др.);

диагностика узлов машины и самотестирование, выполнение сервисных программ (обнаружение неисправностей, неполадок, отказов).

Конструктивно пульт CPTronic выполнен как приставная секция к пульту управления СРС, со своим собственным дисплеем и органами управления ( рис. 22.19 ). Такими системами оснащаются и листовые, и рулонные печатные машины. В системах для рулонных машин появляются такие дополнительные функции, как проводка бумаги через машину по заранее заданной схеме (см. рис. 16.6), выбор вариантов фальцовки тетрадей и т.п. (пульт управления рулонной книжно-журнальной печатной машиной представлен на рис. 22.20 ).

На более высокой ступени управления стоит производственно-информационная система Data Control , призванная объединить вес полиграфические стадии (от планирования порте деля заказов до упаковки готов эй продукции) в комплекс с постоянным обменом цифровой информацией. Обобщенная схема такой системы приведена на рис. 22.21 . С помощью Data Control электронное управление распространяется за пределы печатных машин, позволяя заранее планировать выполняемые на ней заказы, своевременно и без потерь вести подготовку к работе параллельно с завершением предыдущей (подготовка комплектов печатных форм, расходных материалов и т.п.), планировать профилактические работы, оценивать эффективность производства.

Через модемную связь осуществляется передача диагностической информации о машинах в региональные сервисные службы фирмы Heidelberg (что особенно важно для рулонных машин, на каждую из которых может быть ориентирован значительный объем плановых работ полиграфического предприятия). Имея постоянный контроль за состоянием фирменного оборудования у потребителей, сервисные службы более оперативно могут исправлять и даже предупреждать возможные неполадки.

В системах Data Control печатные машины представлены своими интерфейсами пультов CPTronic . Наиболее сложными являются информационные связи с пультами многосекционных рулонных печатных машин, особенно когда обмен идет в реальном масштабе времени при оперативном исполнении заказов (например, при печатании многостраничных газет и журналов). Проблемы работы машины с нескольких рулонов одновременно можно ощутить при рассмотрении системы приводки рубки, которыми, как комплектующими изделиями, оснащаются рулонные печатные машины фирмы Heidelberg.

Система приводки рубки Print-to-Process Control 3000Х (РРС 3000Х) обслуживает до 96 фотодатчиков и до 160 компенсаторов бумажной ленты ( рис. 22.22 ). В автоматическом режиме РРС 3000Х обеспечивает управление компенсаторами полотна для поддержания позиции отпечатанного изображения перед рубкой. Система нормально функционирует на скоростях, превышающих 15 м/с. Она может автоматически поддерживать приводку рубки в процессе печатания при таких возмущающих воздействиях, как изменение скорости движения бумажной ленты, автосклейки, смывки офсетного цилиндра. Датчики устанавливаются над полотном, как правило, в зоне воронки фальцаппарата ( рис. 22.23 ).

РРС 3000Х может использовать для получения текущей информации о положении места рубки на оттиске либо регистровые метки. либо достаточно контрастное изображение, которое повторяется от цикла к циклу, не дублируясь на протяжении печатания одного оттиска. Однажды увидев метку или образец на полотне, система хранит справочное изображение и памяти.

В процессе работы РРС 3000Х сравнивает информацию от сканера(ов) с тем. что хранится в памяти, и с временными импульсами от кодового датчика(ов). Используя эти данные, система может обнаружить изменения в приводке и подать управляющий сигнал на соответствующий компенсаторный прибор для необходимой коррекции.

РРС 3000Х дает возможность потребителю самостоятельно осуществлять программирование для различных вариантов сочетаний бумажных лент. Одновременное слежение за всеми полотнами и выдача корректирующих сигналов на исполнительные механизмы осуществляются компьютером системы. Он же обеспечивает связь с системой СРТroniс .

Приведенные сведения о системах компьютерного управления в печатных машинах фирмы Heidelberg дают представление об уровне компьютеризации полиграфического производства и его соответствии развитию современных средств массовой информации.

ПЕЧАТНЫЕ машины питаются от трехфазной сети перемен! ого тока частотой 50 или 60 Гц. При напряжении сети 380 В частотой 50 Гц питание осуществляется непосредственно от сети. В тех случаях, когда напряжение сети отличается от указанного выше, питание машины производится через согласующий трансформатор, который включается при диапазоне напряжений сети 415-600 В, 208-305 В и при любых напряжениях сети с частотой 60 Гц.

Согласующий трансформатор представляет собой трехфазный трансформатор, мощность которого зависит от установленной мощности машины.

Питание системы главного электропривода и различных вспомогательных электроприводов, построенных на базе трехфазных асинхронных двигателей, осуществляется непосредственно от согласующего трансформатора Т1; питание различных блоков управления, источников питания вспомогательных электроприводов — от специального трансформатора цепей yпpaвления 15Т1; центрального информационного дисплея — от трансформатора 13Т1.

Подача напряжения сети на машину и защита силовой части электрооборудования обеспечиваются главным автоматическим выключателем Q66. Подача напряжения питания на трансформатор цепей управления и их защита осуществляются автоматическим is) включателем Q65. Питание цепей управления от трансформатора 15Т1 обеспечивает гальваническую развязку с сетью, что повышает безопасность работы на машине. Типовая структурная схема электроснабжения печатной машины приведена на рис. 23.1 .

Автоматизированные электроприводы печатных машин представляют собой различные по сложности системы автоматического управления — начиная от простейших разомкнутых систем управления электроприводами на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, осуществляющих пуск. торможение и реверс двигателя, без регулирования скорости, до многоконтурных замкнутых систем электроприводов постоянного и переменного тока, обеспечивающих стабилизацию одной или нескольких регулируемых координат.

Замкнутые системы автоматического управления (САУ) электроприводами (ЭП) могут быть аналоговыми, цифроаналоговыми и цифровыми.

Аналоговые САУ ЭП строятся с использованием аналоговых элементов задания скорости, регуляторов, систем управления преобразователями и электродвигателями постоянного и переменного тока, являющимися в электроприводах объектом регулирования.

Цифроаналоговые САУ ЭП выполняются по структуре с подчиненным регулированием координат. Они содержат аналоговую и цифровую части. Аналоговыми элементами таких систем являются контур регулирования тока якоря, силовые преобразователи, пропорциональная часть регулятора скорости и двигатели. К цифровой части системы относится устройство задания скорости и интенсивности разгона, контур регулирования скорости (интегральная часть регулятора) и импульсный датчик скорости.

Дальнейшее совершенствование цифроаналоговых систем электропривода связано с введением полностью цифрового регулятора скорости, узла задания скорости и интенсивности разгона. В этом случае аналоговая часть состоит из контура регулирования тока якоря двигателя постоянного тока (ДПТ), силового преобразователя и собственно ДПТ.

Цифровые системы управления электроприводами . Разделение устройств на аналоговые и цифровые связано с формой представления в пространстве информации, обрабатываемой этими устройствами, и соответствующе и аппаратурой для их реализации. Для цифровой формы представления переменных характерно обозначение величины цифровым кодом с использованием только двух чисел -1 и 0, которые при физических состояниях обозначают: в релейных контактных элементах — включено и выключено, в бесконтактных элементах — высокий и низкий потенциал.

Цифровые САУ ЭП предполагают использование в системе только цифровых (импульсных) устройств. Поэтому к полностью цифровым системам может быть отнесен электропривод, в котором в качестве исполнительного двигaтеля используется бесконтактный (бесщеточный) двигатель постоянного тока (БДПТ). широко Применяемый в регулируемых электроприводах офсетных печатных машин фирмы Heidelberg в качестве главного и вспомогательных электроприводов. Это стало возможно в связи с тем, что ведущие электротехнические фирмы («Симменс» и другие) освоили выпуск БДПТ мощностью от нескольких ватт до десятков киловатт.

Электродвигатели постоянного и переменного тока как элементы автоматизированных систем управления электроприводами. В электроприводах офсетных печатных машин в качестве двигателя главного привода используются двигатели постоянного тока с независимой обметкой возбуждения и бесконтактные двигатели постоянного токa различных мощностей, определяемых типом печатных машин.

В качестве двигателей вспомогательных электроприводов печатных машин главным образом используются однофазные и трехфазные двигатели переменного тока, однако в случае необходимости регулирования скорости могут использоваться ДПТ и БДПТ самых различных мощностей.

Для анализа систем автоматического управления (САУ) электроприводами необходимо иметь достаточно полное представление о двигателях постоянного ( рис. 23.2 , рис. 23.3 ) и переменного тока — основных элементах САУ ЭП.

В общем случае двигатели постоянного тока описываются следующими уравнениями:

»/>

где R — суммарное сопротивление якорной цепи, Ом; L — полная индуктивность якорной цепи, Гн; »/> — ток якоря, А; М — вращающий момент, развиваемый двигателем, »/> — момент сопротивления рабочей машины, приведенный к валу двигателя, »/> — скорость вращения вала двигателя. рад/с: Ф — магнитный поток возбуждения двигателя, Вб; Е = kФ »/> — эдс обмотки якоря, В; U — напряжение, подводимое к обмоткам якоря, В; k — конструктивный коэффициент.

Обычно k, Ф = const, тогда kФ = С — постоянная электрической машины — может быть определена по паспортным данным, т.е.

»/>

где »/> — номинальное напряжение якоря. В: »/> — сопротивление обмотки якоря, Ом: »/> — номинальный ток якоря, А.

Индуктивность якорной цепи может быть определена по формуле

»/>

где »/> = 0,25 для ДПТ, имеющих компенсационную обмотку, и »/> = 0,6 для ДПТ, не имеющих компенсационной обмотки.

Индуктивность якорной цепи можно определить по эмпирической формуле »/> где р — число пар полюсов, »/> — номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

Совместное решение уравнений системы (1) относительно »/> и М дает:

»/>

U/C = »/> — скорость идеального холостого хода, рад/с; »/> — перепад скорости, рад/с; (J/C)(dU/dt) = »/> — динамическая составляющая вращающего момента ДПТ, »/> — электромеханическая постоянная времени, с.

Уравнения (4) и (5) в операторной форме при нулевых начальных условиях имеют вид

»/>

Передаточные функции при возмущении по управлению:

»/>

Здесь »/> = 1/С — коэффициент двигателя.

Для установившегося режима работы из (1) при равенстве нулю всех производных получим уравнение электромеханической характеристики:

»/>

Отсюда с учетом М = IC получим уравнение механической характеристики:

»/>

Жесткость механической характеристики ( рис. 23.4 )

»/>

где »/> — момент короткого замыкания.

Бесконтактный двигатель постоянного тока ( рис. 23.5 , рис. 23.6 ) представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из электромеханичсского преобразователя (ЭМП), полупроводникового коммутатора (ПК) и датчика положения ротора (ДПР). На корпусе ЭМП расположены пакеты с якорной обмоткой 2 (ЯО) и чувствительные элементы (ЧЭ) ДПР. На роторе 1 расположены постоянные магниты (2-, 4- или 6-полюсные) и сигнальные элементы (СЭ) ДПР. ПК и ДПР выполняют функции щеточно-коллекторного узла машины постоянного тока.

В качестве датчика положения ротора используются датчики Холла, магнитодиоды, магниторезисторы и т.д. В некоторых случаях БДПТ (рис. 23.6) оснащаются встроенными импульсными датчиками скорости — тахогенсраторами.

БДПТ по принципу действия аналогичен коллекторной машине постоянного тока. Роль щеточно-коллекторного узла в БДПТ выполняют ДПР и ПК, обеспечивающие переключение секций якорной обмотки в зависимости от относительного положения якоря и ротора. Поэтому регулирование скорости и математическое описание БДПТ такое же, как и ДПT с независимой обмоткой возбуждения ( рис. 23.7 ).

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД к.з.р.). При исследовании переходных процессов в трехфазных асинхронных двигателях целесообразно принять следующие допущения, позволяющие в доступной математической форме выразить соотношение основных параметров и координат двигателя:

намагничивающие силы обмоток двигателя распределены синусоидально вдоль окружности воздушного зазора;

потери в стали статора и ротора отсутствуют;

обмотки статора и ротора строго симметричны со сдвигом осей обмоток на 120 »/>;

насыщения магнитной цепи нет.

С учетом принятых допущений и на основании анализа уравнений электрического равновесия, для трех обмоток статора и проведения ряда преобразований можно составить структурную схему асинхронного двигателя при управлении скоростью изменения угловой частоты напряжения статора, при условии постоянства потокосцепления. Это проще всего сделать путем представления координат двигателя в относительных единицах, приняв за базовые значения номинальные величины:

»/> — момент пусковой расчетный поминальный;

»/> — угловая частота напряжения статора номинальная;

»/> — напряжение статора номинальное;

»/> — синхронная уповая скорость магнитного поля статора;

р — число пap полюсов;

»/> — относительное изменение скорости двигателя;

»/> — относительное изменение скорости поля;

»/> — относительное изменение вращающего момента;

»/> — относительное изменение момента сопротивления;

»/> — относительное изменение мгновенного значения напряжения статора.

Передаточная функция АД в операторной форме имеет вид:

»/>

где »/> — относительное значение напряжение статора и относительная угловая частота напряжения статора, S, »/> — текущее и критическое скольжение АД.

Или в упрощенном виде

»/>

где »/> электромагнитная постоянная двигателя, »/> — электромеханическая постоянная привода.

Структурная схема и механические характеристики АД к.з.р. приведены на рис. 23.8 и рис. 23.9 .

Полупроводниковые силовые преобразователи в САУ ЭП . При рассмотрении силовых полупроводниковых преобразователей (ПП) как элементов САУ ЭП cлeдyeт считать их дискретными элементами. Управляющий сигнал, приходящий на управляющий элемент полупроводникового прибора (тиристора, силового транзистора и т.д.), не вызывает мгновенного изменения выходного напряжения преобразователя. Время запаздывания, свойственное ПП, зависит от частоты сети, схемы силовой части и угла отпирания.

Предельное значение времени запаздывания равно:

»/>

где m — число фаз преобразователя; »/> — частота питающей сети. Представим силовую часть ПП звеном чистого запаздывания с передаточной функцией

»/>

где »/> — коэффициент передачи силовой части ПП. Система управления отпиранием силовых полупроводниковых приборов представляет собой апериодическое звено с малой постоянной времени и имеет следующую передаточную функцию:

»/>

Здесь »/> — постоянная времени системы управления; »/> — коэффициент усиления системы управления.

Тогда передаточная функция ПП в целом имеет вид

»/>

где »/> — напряжение выхода ПП; »/> — напряжение управления; »/> — общий коэффициент усиления преобразователя.

Раскладывая степенную функцию в ряд, приближенно получим

»/>

»/> достаточно малы, поэтому действие двух звеньев с малыми постоянными времени можно заменить одним апериодическим звеном с суммарной постоянной времени:

»/>

Тогда передаточная функция ПП примет вид

»/>

В инженерных расчетах суммарная постоянная времени ПП ( рис. 23.10 »/> — угол отпирания силовых элементов ПП) может быть принята равной нулю, и ПП можно считать чисто пропорциональным звеном с коэффициентом усиления, равным К.

Принцип построения цифроаналоговой системы стабилизации скорости электропривода ( рис. 23.11 ). Задание скорости электропривода в цифровой форме »/> вырабатывается задающим устройством (ЗУ) и поступает в цифровой задатчик интенсивности разгона (ЦЗИ). Цифровой сигнал задания »/> поступает одновременно в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и управляемый делитель частоты (УДЧ). С выхода ЦАП аналоговый сигнал задания скорости »/> подается на выход регулятора скорости (PC). »/> поступая на в? од УДЧ, определяет частоту следования импульсов задания »/>, которая формируется из импульсов эталонного генератора частоты (ЭГЧ). Импульсы задания скорости »/> поступают на один из входов цифрового интегратора (ЦИ), на второй вход ЦИ поступают импульсы с частотой »/>, пропорциональной скорости двигателя, которые вырабатываются импульсным датчиком скорости (НДС).

ЦИ ( рис. 23.12 ) состоит из трех основных узлов: узла разделения импульсов (УРИ) по времени, реверсивного счетчика импульсов (РСИ) и ЦАП.

УРИ распределяет импульсы »/> и »/> но времени таким образе: м, что »/> поступает на суммирующий вход РСИ во время пауз »/>, которые подаются на вход вычитания РСИ.

РСИ производит алгебраическое суммирование поступающиx импульсов »/> и »/> и преобразование суммарной частоты »/> в числовое значение N. Если »/>,. т.е. скорость двигателя равнa заданной, то на выходе РСИ значение N остается неизменным, так как суммарная частота »/> и соответственно »/> на выходе ЦАП — величина постоянная. При скорости двигателя меньше заданного значения »/> это пpивeдeт к увеличению N и соответственно »/>, которое поступает на вход регулятора скорости (PC), что в свою очередь обеспечит увеличение скорости двигателя до заданного значения. В случае увеличения скорости двигателя »/> тогда f и соответственно уменьшению скорости двигателя до заданного значения.

На вход PC поступают напряжение задания скорости »/>, и интегральная составляющая напряжения рассогласования скорости »/> и аналоговая пропорциональная составляющая напряжения рассогласования скорости »/>. Результирующее напряжение входа PC равно

»/>

Напряжение выхода регулятора скорости »/> является напряжением задания контура регулирования тока якоря двигателя.

Аналоговую часть системы автоматического управления электроприводом, построенную по принципу подчиненного регулирования, можно представить одним звеном с передаточной функцией »/>. Тогда структурную схему цифроаналоговой системы стабилизации скорости электропривода можно представить так, как показано на рис. 23.13 .

На рисунке »/> — напряжение входа регулятора скорости. Вычитание аналогового сигнала обратной связи по скорости электродвигателя осуществляется в контype регулирования скорости. »/> — постоянная времени цифрового интегратора: »/> — коэффициент передачи импульсного датчика скорости.

Передаточные функции регулятора скорости цифроаналоговых и аналоговых систем весьма схожи, соответственно и переходные процессы аналогичны. Наличие цифровой части в САУ ЭП обеспечивает большую точность поддержания заданной скорости, чем в аналоговых системах.

Принцип построения цифровой системы стабилизации скорости электропривода . При необходимости получения точности поддержания заданной скорости на уровне 0,01% используют цифровые системы стабилизации скорости (ЦССС) электроприводов ( рис. 23.14 ).

В таких системах скорость задается с помощью цифрового задатчика интенсивности разгона, обеспечивающего требуемый темп нарастания сигнала задания скорости »/> и соответственно плавное изменение скорости двигателя по заранее ладанному закону. Сигнал обратной связи обеспечивается импульсным датчиком скорости (ИДС). Импульсы подсчитываются реверсивным счетчиком импульсов (РСИ) за определенный дискретный интервал времени »/>, определяемый частотой дискретизации »/> цифровой системы »/> Частота дискретизации задается от кварцевого генератора; талонной частоты (ЭГЧ) чеpeз управляемый делитель частоты (УДЧ) »/> Текущее значение скорости электродвигателя в момент времени »/> пропорционально числу импульсов:

»/>

где q — число импульсов ИДС за интервал времени »/> m — число импульсов ИДС за один оборот вала двигателя.

На выходе РСИ после окончания интервала времени получается число »/> являющееся цифровым сигналом обратной связи по скорости. Это число запоминается в peгистре ИР1 до начала следующего периода »/> а затем сравнивается в сумматоре ИМ1 с числом задания скорости »/>. На выходе ИМ1 получается разница в виде числового сигнала управления:

»/>

Это число запоминается в регистре ИP2 и подается в цифровую систему управления преобразователем. В случае использования в системе наиболее распространенного ПИ-регулятора скорости числовое значение задания скорости, поступающее на вход управляемого выпрямителя, будет равно:

»/>

где »/> — коэффициент передачи пропорциональной части PC; »/> — коэффициент передачи интегральной части PC.

В цифровой части используются сумматор ИМ2 и регистр ИР3. Интегральная составляющая равна алгебраической сумме текущего значения отклонения »/> которое накапливается в ИМ2, запоминается в регистре ИРЗ. с выхода которого информация пocтyпaeт на сумматор ИМ3. Числовое значение с выхода сумматора ИМ3 поступает на вход системы управления преобразователем (УВ).

Цифровой регулятор скорости и все цифровые устройства системы управления выполняются на базе серийно выпускаемых цифровых элементов или реализуются с помощью специальных микропроцессоров и ЭВМ. Управляемый выпрямитель (УВ) преобразует персменный ток сети в постоянный с заданным значением напряжения которое подается на полупроводниковый коммутатор (ПК), управляющий бесконтактным двигателем постоянного тока элсктропривода.

Система управления главным электроприводом размещается в центральном блоке управления машины. В зависимости от требований, предъявляемых к точности поддержания заданной скорости печатной машины, выбирается соответствующая САУ ЭП с ДПТ или БДПТ.

Главный электропривод на основе ДПТ построен по замкнутой системе подчиненного регулирования и представляет собой цифроаналоговую систему стабилизации скорости машины (рис. 23.15). САУ ЭП содержит три контура: внутренний контур регулирования тока якоря, включающий в себя регулятор тока якоря (РТ), тиристорный преобразователь (ТП), датчики тока ТП; следующий — контур регулирования напряжения якоря, который состоит из усилителя (У), регулятора тока якоря, тиристорного преобразователя, датчика напряжения якоря. Внешний контур регулирования скорости включает в себя: суммирующее устройство СУ1, регулятор скорости (РС), суммирующее устройство СУ2, промежуточный усилитель (У), суммирующее устройство СУ3, регулятор тока якоря, ДПТ, импульсный датчик скорости HWI (тахогенератор), устройства обработки сигнала обратной связи по скорости (ФП1 и ФП2).

Система автоматического управления электроприводом печатной машины состоит из следующих функциональных блоков ( рис. 23.15 , рис. 23.16 ): REK1 — вычислительная плата управления, в состав которой входят суммирующее устройство СУ1, регулятор скорости (PC), узел обработки сигналов обратной связи по скорости (ФП2) и напряжение питания ТП (ФУ). На суммирующее устройство СУ1 поступают сигналы задания скорости »/> и сигнал обратной связи по скорости »/>. На вход регулятора скорости — входной сигнал »/> на второй вход PC поступает сигнал от ФУ, величина и знак которого определяются сигналами обратной связи по напряжению питания ТП и обратной связи по скорости двигателя. Выходной сигнал регулятора скорости является заданием для контура регулирования тока якоря SRK. SRK — плата регулирования тока якоря — включает в себя следующие элементы: суммирующее устройство СУ2, согласующий усилитель (У), суммирующее устройство СУ3 и регулятор тока якоря РТ На вход СУ2 поступают напряжение выхода PC и напряжение обратной связи »/>, пропорциональное напряжению якоря ДПТ. С выхода СУ2 напряжение »/> передается на согласующий усилитель У, с выхода которого напряжение »/> поступает на вход СУ3, где сравнивается с напряжением обратной связи, пропорциональным току якоря »/>. С выхода СУ3 напряжение »/> поступает на вход регулятора тока якоря РТ. Напряжение выхода РТ является напряжением управления, которое поступает на вход системы фазового управления (SBM1 или SBM2) тиристорного преобразователя ТП и определяет напряжение на его выходе и соответственно скорость двигателя главного привода.

В электроприводах полиграфических машин основными возмущающими воздействиями, вызывающими изменения скорости двигателя, являются изменение момента сопротивления на валу двигателя (определяется конструктивными особенностями машин) и колебания напряжения сети (допустимые стандартные отклонения напряжения сети от +10% до -15% от »/>). Рассматриваемая система обеспечивает поддержание заданной скорости при действии указанных возмущающих воздействий.

Изменение нагрузки на валу ДПТ приводит к изменению его скорости и сигнала тахогенератора НWI, который после обработки в ФП1 и ФП2 поступает в СУ1, это приводит к изменению »/> в сторону компенсации изменения скорости. Одновременно с изменением скорости изменяется напряжение выхода ТП, которое в свою очередь через блок ФУ также воздействует на PC в сторону компенсации изменения скорости.

Изменение напряжения сети »/> приводит к изменению напряжения на выходе ТП, так как

»/>

Здесь К = 1,35 — коэффициент для трехфазных симметричных схем ТП; »/> — угол отпирания тиристорора, определяемый »/>.

Изменение Ud ведет к изменению скорости двигателя, далее система отрабатывает возмущение по ранее рассмотренному алгоритму.

Блок SLT содержит два встречно-параллельно включенных силовых тиристорных преобразователе А1 и А2 для обеспечения реверсивной работы двигателя (М) главного привода ( рис. 23.17 ). Системы фазового управления тиристсрами SBM1 и SBM2 устанавливают углы отпирания тиристоров в соответствии с напряжением управления, поступающим от информационной части системы управления приводом (ИСУ).

Кроме силовой части ТП1, ТП2 и системы фазового управления (SBM 1, 2) блок SLT содержит стабилизированный источник питания обмотки возбуждения (Feld) ДПТ (узел ЕЗ). расположенный на плате управления SVT (E4). Узел E2 блока SLT предназначен для выработки сигналов обратной связи, пропорциональных напряжению якоря ДПТ (UD), току, потребляемому тиристорными преобразователями А1 и А2 (ID1, ID2), напряжению питающей сети (UST, USR). Эти сигналы поступают на вход регулятора тока якоря SRK ИСУ. На плате SVT расположены усилитель напряжения управления »/> тиристорными преобразователями и устройство переключения каналов управления преобразователями А1 и А2.

Регулятор тока якоря SRK работает в режиме ограничения тока якоря. При токе якоря больше максимально допустимого значения сигнал обратной связи по току якоря »/> оказывается больше или равен напряжению »/>, напряжение входа »/> — коэффициент усиления РТ). При »/> ТП запирается, таким образом осуществляется защита двигателя привода от перегрузки.

Контроль температурного режима силовой части тиристорного преобразователя осуществляется с помощью специальных тсрмодатчиков »/>, расположенных на радиаторах силовых тиристоров преобразователей.

Сигнал задания скорости подается на вход системы управления от специальной платы управления главным двигателем Srk, которая связана с вычислительным устройством управления печатной машиной CPTronic. Рассмотренная система управления главным периодом печатной машины является типовой и используется в некоторых листовых и рулонных офсетных печатных машинах фирмы Heidelberg.

Главный электропривод печатных машин на базе БДПТ относится к цифровым системам стабилизации скорости двигателя. Блок-схема главного электропривода представлена на рис. 23.18 .

В качестве двигателя привода М используется трехобмоточный БДПТ с двухполупериодным питанием обмоток от полупроводникового коммутатора KVT. Электродвигатель имеет встроенный тахогенератор Т и датчики Холла.

Блок питания двигателя BLT кроме KVT содержит электронную плату управления ТТК.

Питание всех электронных узлов платы управления ТТК осуществляется от вспомогательного источника постоянного тока GRM48. Сигналы от импульсного датчика скорости НWI, установленного на печатной машине, через плату ввода-вывода информации ESK поступают на вычислительную плату REK1. Обработанная информация с REK1 подается на плату управлсния MSK блока BLT.

Работу главного привода на базе БДПТ по поддержанию заданной скорости при действии двух основных возмущающих воздействий — изменения момента сопротивления на валу двигателя и колебаний напряжения сети — рассмотрим по функциональной схеме привода, приведенной на рис. 23.19 . САУ ЭП представляет собой замкнутую многоконтурную цифровую систему.

Внешний контур регулирования скорости включает в себя импульсный датчик скорости HWI, установленный на валу печатной машины, плату ввода-вывода информации ESK. вычислительную плату REK1, плату управления MSK, блок питания двигателя BLT и электродвигатель М. Этот контур обеспечивает поддержание заданной скорости печатной машины. Два внутренних контура по скорости двигателя и положению ротора БДПT обеспечивают жесткость механической характеристики двигателя посредством управления полупроводниковым коммутатором KVT через электронный блок управления ТТК (см. рис. 23.18). При изменении скорости двигателя в результате возмущающего воздействия »/> изменяется частота f следования импульсов от HWI. Эта информация поступает на вход ESK, обрабатывается и поступает на вход платы REK1, которая включает в себя функциональней преобразователь ФП1 (см. рис. 23.19), вырабатывающий сигнал обратной связи по скорости машины »/>, поступающий на вход суммирующего устройства СУ1. На второй вход СУ1 подаемся сигнал задания скорости »/> является входным сигналом. Кроме того, на вход PC подается сигнал от функционального устройства (ФУ), уровень которого определяемся скоростью машины »/> и амплитудой напряжения на обмотках якоря »/>.

С выхода PC сигнал задания скорости »/> подается на вход суммирующего устройства СУ2, на второй вход (инверсный) поступает сигнал обратной связи по скорости двигателя от импульсного датчика скорости Т. Сигнал задания скорости двигателя, равный »/> подается на вход регулятора скорости электродвигателя, с выхода которого сигнал поступает на вход СУЗ, суммируется с сигналом обратной связи по току якоря двигателя и подастся на вход регулятора тока якоря платы MSK, управляющей блоком питания двигателя BLT. Отработка возмущающих воздействий в рассматриваемой системе осуществляется по алгоритму для замкнутыx многоконтурных САУ ЭП подчиненного регулирования, который был описан ранее. Возмущающие воздействия отрабатываются системой со статической ошибкой, практически равной нулю. Все блоки системы выполнены на современных электронных компонентах, что предопределяет высокое быстродействие и минимальное время переходного процесса.

Блок питания BLT состоит из двух основных частей — силовой KVT и устройства управления ТТК ( рис. 23.20 ).

Силовая часть представляет собой трехфазную мостовую схему переключателей на мощных транзисторах, обеспечивающих двухполупериодное питание обмоток двигателя М и регулирование напряжения на обмотках якоря посредством силового транзистора, включенного на входе KVT. К силовой части BLT относятся узел обратной связи по току SMM и нерегулируемый преобразователь напряжения сети в постоянный ток для обеспечения питания KVT. Управление силовыми ключами KVT ( рис. 23.21 ) осуществляется с помощью логического устройства ( Verriegelungs-logik ), получающего сигналы от датчиков Холла и импульсного датчика скорости Т, встроенных в двигатель М.

Схема устройства управления ТТК содержит вспомогательный источник питания ( »/>15 В; »/>6 В: +48 В), сигнальный светодиод, специальные датчики включения, узел обратной связи по напряжению питания KVT и релейную схему управления Электромагнитным тормозом двигателя (Brеmse). Температура в силовой части KVT и обмоток двигателя контролируется с помощью температурных датчиков (v).

Сигналы отдатчиков температуры и включения узлов поступают на специальный блок обеспечения безопасной работы печатной машины.

Рассмотренные системы автоматического управления приводом на базе ДПТ с независимой обмоткой возбуждения и БДПТ применяются в листовых и рулонных ротационных офсетных печатных машинах фирмы Heidelberg. В некоторых случаях для многосекционных печатных машин возможно применение многодвигательного электропривода, тогда каждая печатная секция, бумагопитающее устройство и фальцаппарат приводятся в движение индивидуальным электродвигателем.

Синхронизация скорости всех двигателей осуществляется по управляющему воздействию, т.е. создается «электрический вал».

К вспомогательным электроприводам (ВЭП) печатных машин относятся приводы стола самонаклада, устройства транспортировки бумаги, дукторных валов красочного и увлажняющего аппаратов, вакуумных и гидравлических насосов и т.д.

Вспомогательные электроприводы строятся на базе БДПТ и трехфазных асинхронных двигателям с короткозамкнутым ротором (АД к.з.р.).

Структурная схема управления ВЭП представлена на рис. 23.22 .

Сигналы управления ВЭП поступают от вычислительной платы REK, которая, в свою очередь, входит в состав центрального устройства управления машиной CPTronic , где заложена программа управления печатной машиной.

Плата ESK служит для связи вычислительной платы REK с платой управления НАК и для введения команды ручного управления от соответствующих кнопок. От платы управления НАК сигналы поступают на платы непосредственного управления АД к.з.р. (плата STK) и БДПТ (плата LTК).

Управление БДПТ осуществляется посредством цифрового сигнала, поступающего на плату питания LTK, силовая часть которой представляет собой трехфазную мостовую схему транзисторных ключей, обеспечивающих двухполупериодное питание обмоток якоря ВДПТ ( рис. 23.23 ).

Управление транзисторными ключами осуществляется логическим устройством распределения управляющих импульсов в соответствии с сигналами, поступающими от трех датчиков Холла и импульсного тахогенератора, встроенных в двигатель (рис. 23.23).

Выбор типа LTK по напряжению питания (48/120 В) и максимально допустимой мощности (50/500 Вт) зависит от типа приводного двигателя.

Напряжение питания LTK ( рис. 23.24 ) подается от нерегулируемого источника постоянного тока и зависит от максимально допустимой мощности. Так, при мощности до 50 Вт напряжение питания 48 В, а при мощности до 500 Вт — 120 В.

В случае необходимости использования электропривода для перемещения устройства на двух фиксированных скоростях, например нормальное и ускоренное перемещение стола самонаклада или стола приемного устройства листовых ротационных печатных машин, могут использоваться БДПТ с двумя комплектами обмотки якоря. Обмотки переключаются с помощью электромагнитного реле, управляемого электронной платой ВАК.

В случае оснащения ВЭП электромагнитным тормозом в схему управления вводится дополнительная плата управления тормозом и электромагнитными реле ВАК ( рис. 23.25 ).

Между всеми блоками управления происходит обмен информацией, что позволяет осуществлять контроль и управление электроприводами.

Двухскоростные электроприводы со ступенчатым регулированием скоростей могут строиться на базе АД к.з.р. с двумя комплектами обмоток статора с различным числом пар полюсов, которые переключаются с помощью электромагнитных реле ( рис. 23.26 , а ). Реверсирование направления вращения привода осуществляется за счет изменения чередования фаз питающего напряжения с помощью электромагнитного реле, управляемого платой STK (рис. 23.26, б). Напряжение питания плат управления вспомогательными электроприводами подается от внутреннего источника. расположенного на плате STK (рис. 23.26, в).

Полная структурная схема управления вспомогательными электроприводами офсетных печатных машин фирмы Heidelberg представлена на рис. 23.27 .

Управление сервоприводами. Сервоприводы используются в системах позиционирования устройств настройки технологических процессов, выполняемых на данном конкретном оборудовании. Эти электроприводы (малой мощности) выполняются на базе ДПТ ( рис.23.28 ).

Вычислительная плата REК2 вырабатывает сигналы, зaдaющиe режим работы сервопривода, и через плату аналоговой памяти SAK воздействуют на плату управления SSK. Блок питания двигателя SSM представляет собой мостовую схему включения транзисторов. В диагональ моста включенa цепь якоря ДПТ.

Направление вращения двигателя зависит от состояние транзисторов в противоположных плечах моста ( рис. 23.29 ).

Для обеспечения прямого направления вращения двигателя необходимо привести в открытое состояние транзисторы B1 и А2, при этом В2 и А1 закрыты. Для реверсирования направления вращения необходимо привести в открытое состояние В2 и A1, a B1 и А2 должны быть закрыты. Использование бесконтактного управления направлением вращения и скоростью двигателя повышает надежность работы сервоприводов. Рассматриваемая система у правления сервоприводом является замкнутой системой по положению исполнительного механизма (ИМ). Датчиком положения ИМ является специальный потенциометр R. Аналоговый сигнал с датчика положения ИМ поступает на вход платы управления SSK и преобразуется с помощью АЦП в цифровую форму. Сигнал задания сравнивается с текущим значением сигнала обратной связи. Заданием на перемещение ИМ является разность сигналов задания и обратной связи. Система управления сервоприводом отрабатывает сигнал заданием до тех пор, пока угол поворота вала двигателя не станет равным заданному.

Контроль состояния изоляции проводников, питающих электрооборудование печатной машины, осуществляется специализированным модулем IWM.

В случае пробоя изоляции сигнал от IWM через плоский кабель FEM поступает на блок предварительной обработки сигнала ЕАК. который осуществляет согласование между сигналами датчиков модуля IWM и платой управления ESK, с этой платы сигналы управление передаются на вычислительные платы REK1, REK2 и плату аналоговой памяти ( рис. 23.30 ).

В результате срабатывания системы безопасности работы на машине происходит воздействие на специальный «аварийный» выключатель, который обесточивает машину.

Система безопасности ( рис. 23.31 ) срабатывает не только при пробоях изоляции проводников, но и при нарушениях заграждений травмоопасных зон печатной машины, перегрузках главного и вспомогательных электроприводов, а также сервоприводов.

Все возникающие неисправности. относящиеся к системе безопасности, индицируются на специальном дисплее, что позволяет оперативно обнаружить и устранить неисправность, после чего машина возвращается в рабочее состояние.

© Центр дистанционного образования МГУП

Вам также может понравиться

Общие проблемы безнаддувных двигателей

Есть ли проблемы с двигателями без наддува?

Поперечный и продольный двигатель

Тот, кто любит водить машину и имеет машину в гараже

Как понять, что заправился плохим топливом и что делать

Горючее в баке автомобиля должно соответствовать предусмотренному

Как определить наличие присадок в масле двигателя?

Присадки для двигателя помогают «оживить» устаревший

Как определить, что стучит в двигателе

Стук в двигателе обычно является признаком проблем

Как в двигателе определить подсос воздуха

Если во время работы двигателя возникают странные моменты

Что делать, если вода попала в двигатель, и чем это может грозить?

Система работающего двигателя достаточно защищена от

Сломался термостат: чем это опасно для двигателя, и как определить причину неисправности?

Работу двигателя обеспечивают сразу несколько важнейших