光电检测

单张纸印刷机电气控制

单张纸印刷机虽然有单色与多色，单面与双面之分，但由于印刷原理相同，因此电气控制系统的工作原理和控制方法基本相同。

胶印机电气控制系统技术比较先进和具有代表性，目前多色胶印机以其印刷速度快、质量高等特点占据主导地位。它具有单张纸印刷机的所有控制功能。

目前，电气控制新技术已经广泛应用于国产单张纸平版印刷机上，如PLC、触摸屏、变频器等。这些新型单张纸平版印刷机与若干年前旧型的设备相比，具有可靠性高、节能高效、功能完善等优点。

一、单张纸印刷机的电气控制系统（如图1）

一台印刷机从及其低速启动到进纸、合压、给水、给墨、以及高速运行，故障出现时检测和处理工作都由电气系统来完成。

印刷机的电气控制系统主要包括主电路和控制电路，控制电路中又包括检测、安全保护电路等部分。

印刷机中采用电动和气动装置实现驱动的。

由于电控具有许多优点，因此印刷机中广泛使用各种电控系统。

（一）印刷机电气系统的基本要求

技术先进、功能完善、工作可靠、故障率低。

（二）印刷机电气系统的主要任务

1、印刷机的启动、制动控制、速度控制、顺序控制、各种变量控制；

2、印刷故障和机器故障的检测与显示、报警；

3、控制印刷装置的自动离合压、自动套准、水墨自动离合和跟踪等。

为了完成这些控制任务电气系统采用各种电动机、控制器和电气元件等。

图1 单张纸印刷机电气控制系统

（三）单张纸印刷机电气控制系统六大部分组成:

1、电源系统

管理印刷设备供电、电源控制及管理。

2、主控装置(PLC模块)

主要为PCL模块，又称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与

算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是整个印刷机的大脑。

3、电气检测装置

光电检测开关、各类传感器（光电传感器、视觉传感器、电感式传感器、超声波传感器、电容式传感器等）。

4、模拟量采样设备

采样是对连续变化的模拟信号定时测量，抽取样值。通过采样，一个在时间上连续变化的模拟信号就转换为随时间变化的脉冲信号。

5、电气执行装置(如电机或电磁阀)

6、电气操作及显示装置(按钮、人机界面或上位系统)

(1)中央控制台：主要进行印张图像各色墨区的墨量和水量的加减控制、总水量和总墨量控制、套准控制、各种印刷故障的显示和对一些参数进行选择。

(2)收纸位置的控制面板：包括收纸风扇控制、点动、运行等操作。

(3)各色组侧的控制面板：点动控制，水量调节。

(4)显示面板：

其中包括机器运行状态显示、离合压状态显示；

印刷速度、电流、电压显示；

各印刷单元的安全故障显示和气路、润滑输纸故障、机器故障显示、操作台故障显示等。

（四）单张纸印刷机电气控制系统各部分的特点：

1、给纸控制：

给纸机的运转与停止（如图2）、纸台手动升降、纸台电动升降、自动微量上升、主付纸台切换等。

图2 不停机给纸过程

2、印刷控制

离合压控制；加减速控制；调版控制（周向、轴向和对角调版）；水墨控制（水墨离合、水斗辊和墨斗辊的调速、水墨跟踪等）；点动和低速长车控制；

3、收纸控制

纸台升降、纸台微量下降、主付纸台切换等

4、安全保护：

各种保护包括电路保护、机器和人身保护等

5、印刷机的速度控制：低速、加减速控制等

图3单张纸印刷机电气控制和检测控制系统框图

二、印刷机纸张检测信号控制（如图3）

单张纸印刷机纸张输送时，会经常出现一些不正常的纸输送情况即输纸故障，需要对输纸故障进行检测和控制。当出现双张、空张、歪张、纸晚到、折角时需要印刷机的输纸停、自动离压、降速等动作。

所以印刷机的传感器一般都用于印刷套准检测，墨量和水量检测，各种位置检测，纸张故障检测等。而应用较多的检测器是接近快关、速度传感器、各种光电传感器和行程开关。

（一）信号检测种类主要有：

1、给纸台高度检测

2、给纸台乱纸检测

3、双张检测

4、空张检测

5、歪张检测

6、第一张纸检测

7、离合压位置检测

8、收纸台高度检测

（二）印刷机信号检测常用的装置

印刷机各工作机构位置和参数检测：给纸台和收纸台极限位置及纸堆高度的检测、拉版机构极限位置检测离合压状态检测一般采用行程开关。印刷机运行速度检测采用测速发电机和光电速度传感器。印刷机各工作机构的时序检测采用接近开关或光电传感器。

1、接近开关

接近开关是一种无接触的开关，可以无接触的检测被检测对象物的有无，且有速度高，寿命长和高可靠性，没有接卸触点等优点。

接近开关在印刷机中的使用非常广泛。印刷机械工作时，印刷纸张要在印刷机各个部分经过一定的运行最后完成印刷。印刷机各机构的动作要按一定时间顺序进行，接近开关可用于检测和控制各部分动作时间，产生同步信号，用作印刷机个运动部分动作时间的测量、速度测量、位置检测、同步检测等。

接近开关主要有高频振荡型、磁性型等。印刷开槽机中采用的接近开关既有高频振荡也有磁性型接近开关。

2、光电检测装置——光电编码器

光电传感器检测物体时的注意事项

（1）要注意安装位置，使被检测物在测量范围内。

（2）避免其它光线的影响，不要让光电传感器受到发光元件以外的光线入射从而影响测量的准确性；

（3）光电传感器表面受到灰尘，纸屑污染时会影响信号测量，印刷车间纸毛较多应经常擦拭测头处.

3、速度传感器

速度传感器能感受被测速度并转换成可用输出信号的传感器。

在机器人自动化技术中，旋转运动速度测量较多，而且直线运动速度也经常通过旋转速度间接测量。目前广泛使用的速度传感器是直流测速发电机，可以将旋转速度转变成电信号。测速机要求输出电压与转速间保持线性关系，并要求输出电压陡度大，时间及温度稳定性好。测速机一般可分为直流式和交流式两种。直流式测速机的励磁方式可分为他励式和永磁式两种，电枢结构有带槽的、空心的、盘式印刷电路等形式，其中带槽式最为常用。

4、行程开关

行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。它可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。

5、图像传感器

图像传感器能感受光学图像信息并转换成可用输出信号的传感器。

图像传感器，是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD （Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。

6、自动套准检测系统

（三）单张纸胶印机应用的传感器：

1、关于印刷质量方面检测用传感器。

印刷图像套准检测采用光电传感器；墨量、叠印、实地密度、反差等采用光电传感器和图像扫描检测器。

2、印刷机各工作机构位置和参数检测。

给纸台和收纸台极限位置及纸堆高度的检测、拉版机构极限位置检测、离合压状态检测一般采用行程开关和微动开关。印刷机运行速度检测采用测速发电机和光电速度传感器。印刷机各工作机构的时序检测用接近开关或光电传感器。

3、印刷故障检测：

双张、空张、纸歪斜和纸晚到等故障检测主要应用光电传感器和机电式传感器。

传感信号一般采用：数字信号，模拟信号，光信号，电信号。