項目簡介
北人印刷機械股份有限公司生產膠印機械己有近五十多年的歷史，是中國目前最大的膠印機制造商，也是中國工業(yè)500強之一, 是國內首批境外上市的九家企業(yè)之一，擁有6個膠印機制造基地。北人的膠印機制造技術與國際先進技術緊密接軌，擁有技術專利幾十項，始終保持國內膠印機技術的最高水平。
北人45A無軸塔式印報機由零速接紙機，塔式印刷機組折頁機組成，采用先進的無軸傳動技術，主要適用于印刷雙面彩色報紙，印刷多版雙面彩報、單套紅報紙。整個系統(tǒng)實現(xiàn)“即插即用”式組合，可根據不同需要實現(xiàn)多種不同單元組合，系統(tǒng)極具柔性。該印報機電控系統(tǒng)采用日本三菱可編程序控制器作為設備操作邏輯控制的主體，采用德國Baumueller公司印刷機專用傳動控制系統(tǒng)進行無軸傳動控制，上位監(jiān)控軟件采用 易控(INSPEC)組態(tài)軟件，軟件中的作業(yè)管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)可以根據作業(yè)的需要進行作業(yè)配置、管理，使得整個系統(tǒng)操作、控制變得更加靈活，同時提供了大量調版控制、水墨跟蹤等專用功能。
系統(tǒng)構成
整個系統(tǒng)由給紙機（俗稱紙架）、入紙張力、印刷單元、出紙張力、折頁機組構成。采用模塊化積木式設計。即一條印刷生產線可以由若干給紙機、入紙張力、印刷單元、出紙張力、折頁機組成。生產線上每一個折頁可以配置若干給紙機、入紙張力、印刷單元、出紙張力，構成一個Section。在進行印刷作業(yè)時，不同Section中的給紙機、入紙張力、印刷單元、出紙張力可以相互借用，也就是說每一張紙都可以進入任一折頁，使得報紙的版面、版數可以任意變化，充分提高系統(tǒng)的使用率。
為適應Beiren45A的控制需求，整個系統(tǒng)構架分為傳動系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及上位人機交互管理系統(tǒng)。
傳動系統(tǒng)采用Baumueller印報機無軸傳動控制系統(tǒng)；
PLC采用三菱Q系列的可編程序控制器；
上位監(jiān)控軟件采用易控(INSPEC)組態(tài)軟件。
Baumueller無軸傳動系統(tǒng)是一個非常成熟的傳動控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)為適應印報的需求專門設計。在性能上，通過高速編碼器采樣技術、加速傳感器檢測技術等使得系統(tǒng)在運行時具有同步性高、電機運行噪音低等特點。在功能上，內置了印報機專用傳動管理軟件。可以方便地實現(xiàn)在線、離線、跨Section組合等功能。
Beiren45A多Section借用
在設計上，每個Section的傳動由一個折頁傳動單元及若干個印刷、拉紙輥、第二三角板等傳動單元組成。每個傳動單元由伺服控制器、功率單元、及伺服電機組成。對于每個Section伺服控制器，由一個MDS及若干個MDC組成，通過SERCOS總線自成體系。MDS作為主控制器，通過Ethernet總線與PLC及上位系統(tǒng)進行通訊。MDS通過接收PLC及易控上位系統(tǒng)的指令數據對從屬于本Section的伺服控制器進行同步傳動控制、從屬控制、離合控制等，同時MDS還負責向PLC及上位系統(tǒng)報告速度、溫度、錯誤、故障等信息。在Section之間，不同Section之間的MDS通過第二SERCOS總線進行連接，這樣不同Section之間的印刷單元可以互相借用。
三菱Q系列以中大規(guī)模系統(tǒng)為對象，在大幅提高CPU模塊處理性能和程序寄存器容量的同時，還提高了與網絡模塊，編程用外圍設備之間數據通信的性能。在PLC硬件組成上，以Q06H CPU為主控制CPU，安裝在主操作臺控制箱內，通過CClink總線將本Section中H機組及折頁的QPLC聯(lián)系在一起。除CClink以外，安裝在主控PLC上的以太網模塊為Baumueller印刷機控制系統(tǒng)提供控制指令及獲取狀態(tài)信息，并與上位易控（INSPEC）軟件系統(tǒng)交互。為適應多Section操作，主控PLC之間通過MELSEC H網絡實時交換數據。基于MC通訊協(xié)議，由CClink、以太網、MELSEC H組成的立體網絡系統(tǒng)無縫連接，數據交換流暢通順。
印刷機組PLC通過CCLINK模塊與主操作臺連接，對所屬的印刷機組進行靠版水墨及合壓的控制、根據上位指令進行調版控制、根據水墨跟蹤曲線通過RS485對水墨變頻器進行控制。另外在印刷機組PLC還同時連接了2個三菱F930GOT，分別安裝裝在機組操作面的左右側，用于操作人員進行印前準備及印刷調整。
折頁單元的PLC也掛接到本Section的CClink網上，除了進行本地控制之外，還通過CClink網絡與主PLC進行信息交互。
上位人機交互管理系統(tǒng)使用易控(INSPEC)組態(tài)軟件，安裝易控的IPC位于主操作臺，通過以太網與本Section的三菱主PLC及MDS交互。為適應印報機特殊的工藝要求，在易控(INSPEC)標準版的基礎上專門開發(fā)了作業(yè)管理等印刷專業(yè)功能組件。這些專家控件的使用，使Beiren45A達到了印報機的國際領先水平。
系統(tǒng)特點
? 該系統(tǒng)采用全新的控制模式及系統(tǒng)理念，使得整個系統(tǒng)可以在機械上進行“即插即用”式的組合，大大加強了系統(tǒng)組合柔性。
? 三菱可編程序控制器為主體操作邏輯控制，RS485通訊對水墨輥變頻器進行起停、速度控制及故障診斷；
? CCLINK總線對整個系統(tǒng)進行鏈接；MELSECNET/H網作為多Section系統(tǒng)鏈接，三菱工業(yè)以太網進行與上位IPC及Baumueller印刷機控制系統(tǒng)的數據通訊。
? 易控(INSPEC)組態(tài)控制軟件中的作業(yè)管理系統(tǒng)使得整個系統(tǒng)可以根據作業(yè)的需要進行作業(yè)配置、管理，使得整個系統(tǒng)操作、控制變得更加靈活。
軟件應用
根據系統(tǒng)功能劃分為系統(tǒng)管理、通訊管理、安全控制系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng)、傳動管理系統(tǒng)、水墨控制系統(tǒng)、離合壓系統(tǒng)、運行控制系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、幫助系統(tǒng)、紙路控制系統(tǒng)、套印控制系統(tǒng)等等。每個系統(tǒng)的軟件相互獨立，方便管理及升級。
Beiren45A是一個組合非常靈活的產品，整個系統(tǒng)可以根據用戶的需求靈活搭配。最小系統(tǒng)為一個折頁配置一個H印刷單元，最大組合為六個折頁配置四十八個印刷塔。用戶購買印刷設備時，根據需要選擇設備的配置。如一條生產線有多少個折頁、多少個印刷機組、是否要拉紙輥或雙三角板等都不同。在以往的編程方式中，每一種的配置的程序均不一致，為適應用戶的需求設計人員必須為每一個客戶編制程序，一方面影響設備周期，另外由于程序沒有經過長期的考驗，出錯幾率較大。另外當用戶進行多Section應用時，因為印刷機組的相互借用，在系統(tǒng)中存在大量的復雜邏輯互鎖，使程序的復雜程度大大增加。
為滿足上述靈活生產組織及印刷靈活配置的需求，利用易控(INSPEC)軟件開發(fā)的系統(tǒng)引用面向對象的編程方式，通過消息機制進行從屬邏輯判定，使得軟件的適應能力大大加強。
在應對用戶設備配置方面，設備的大小不會導致程序的變化。即插即用，當設備交付到用戶時，調試人員僅僅通過觸摸屏設定設備的組成屬性，整個設備就能可靠工作。
另外，在整個設備軟件中引入設備無關性的理念。當操作人員進行印刷作業(yè)時，印刷工人無需關心哪一個印刷機組在印刷哪一版報紙。當需要進行水量、墨量、調版、調偏等印刷調節(jié)時，操作人員僅僅需要進入相應版面的屏幕窗口，所有相關邏輯分配均由軟件完成。
利用易控軟件實現(xiàn)的系統(tǒng)還具有如下獨特功能，使得設備的自動化水平大大提高：
? 自動上版定位：當操作人員進行裝卸版操作時，按動上版定位按鈕，印刷滾筒版口自動旋轉到操作位置。
? 斷紙檢測自動投入：斷紙檢測根據印刷作業(yè)的要求自動投入或切斷，減少印刷人員的繁雜操作。
? CIP4接口：在易控IPC軟件系統(tǒng)中的CIP4接口，為數字化印刷流程控制系統(tǒng)提供接口服務，設備根據工廠流程控制的工作票完成作業(yè)配置，并根據要求將設備狀態(tài)、印刷報表等信息上傳至工廠管理系統(tǒng)。
? 故障診斷及幫助功能：在進行印刷作業(yè)時的各種警告、故障等均可提供詳細的診斷及幫助信息。當設備保養(yǎng)期限到，系統(tǒng)將進行保養(yǎng)提示，操作人員還可以通過屏幕查詢保養(yǎng)材料、方法、步驟等具體措施。當設備出現(xiàn)故障時，操作人員可以直接通過IPC屏幕獲取故障的部位、現(xiàn)象及其處理方法。方便操作人員及維護人員進行故障排除及設備維護。
? 作業(yè)管理：根據報紙印刷的品種版面、數量的要求進行設備調用、配置、數據存儲、預置調用等操作。基礎數據來源可以來自CIP4系統(tǒng)或操作員站的人工輸入。通過作業(yè)管理系統(tǒng)，縮短了印刷作業(yè)的印前準備時間及印刷調節(jié)時間，降低了產品的廢品率。在激烈的競爭中，通過提高印刷的邊際效益，為報紙印刷企業(yè)節(jié)省了大量的印刷成本。對于印刷管理者來講，通過作業(yè)管理系統(tǒng)可以及時獲得生產狀態(tài)中的一手信息，根據需要制定或修改生產作業(yè)管理策略，提高設備的使用率及生產效率。
Beiren45A作業(yè)管理系統(tǒng)
? 套印控制：由易控軟件實現(xiàn)的套印控制系統(tǒng)改變了以往套印控制調節(jié)的模式，在印刷過程中，操作人員無需關心具體哪一個印刷塔的套印關系，僅僅需要按照報紙的版面頁進行調節(jié)設置，系統(tǒng)將根據作業(yè)配置數據自動對應到相應印刷單元，將數據下傳到相應PLC的數據區(qū)。如果某個版面的目標調節(jié)量已經大于可調節(jié)量，系統(tǒng)將自動指派其它版面進行補充調節(jié)。大大地簡化了操作人員的操作。
Beiren45A套印控制系統(tǒng)
系統(tǒng)診斷：通過手冊文檔、圖片及向導方式為操作人員及維護人員提供診斷維護服務。通過實時報警、歷史報警功能為設備維修、保養(yǎng)進行提示。為管理者進行品質追溯提供依據。
Beiren45A幫助系統(tǒng)
幫助系統(tǒng)
結束語
近幾年中國的印刷機械制造技術進步很快，其進步的顯著標志就是印刷機械的控制部分及自動化水平明顯提高，“易控(INSPEC)”在該領域的成功應用成為推動該行業(yè)自動化水平提高的顯著力量。由易控(INSPEC)組態(tài)軟件實現(xiàn)的北人45A無軸塔式印報機監(jiān)控系統(tǒng)，很好地保障了整機的運行狀態(tài)監(jiān)控、操作及機器故障診斷等功能，其印報機特殊功能如作業(yè)管理、調版控制、水墨跟蹤等獲得用戶的高度認可。該印報機系統(tǒng)研發(fā)工作自2004年7月開始，2005年5月樣機試制成功。到2009年4月，已經交付用戶近60個塔，并可靠穩(wěn)定的運行，主要應用在包括沈陽日報、遼寧日報、重慶日報、江西日報、浙江日報、福建日報、蘇州日報、四川工人報等在內的各大報社。