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    （貝加萊工業(yè)自動化（上海）有限公司，上海 200233）周曉霞

    （唐山理工智能儀器有限公司，河北 唐山 063000）郎建華
                      
    周曉霞（1966-）女，甘肅天水人，本科，現(xiàn)就職于貝加萊工業(yè)自動化（上海）有限公司。

    摘要：凹版印刷機集成型無軸傳動控制系統(tǒng)是采用虛擬電子軸傳動取代傳統(tǒng)機械主傳動軸，徹底取消傳統(tǒng)套色系統(tǒng)所需的浮動輥機構(gòu)，從而將傳動與套色融為一體，直接作用于印刷版輥的一種自動化伺服控制系統(tǒng)。該文介紹了無軸傳動系統(tǒng)的分類和技術(shù)特點，并以貝加萊的PCC、ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器和Ethernet POWERLINK實時工業(yè)以太網(wǎng)在該系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，論述了該無軸凹印機控制系統(tǒng)的技術(shù)方案。無軸傳動控制技術(shù)的應(yīng)用，簡化了機械的傳動結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了控制的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性，縮短了過料時間，實現(xiàn)了凹印機的高精度、高印速和高套準(zhǔn)控制。

    關(guān)鍵詞：凹版印刷機；無軸傳動控制系統(tǒng)；套色控制；伺服驅(qū)動；Ethernet POWERLINK工業(yè)以太網(wǎng)

    Abstract: The integrated shaft-less drive control system of the gravure press is a kind of automation servo control system in which the virtual electronic shafts are adopted to substitute for the main drive shaft of traditional machinery to completely cancel the mechanism of floating roller needed by traditional color register system, thus the drive will be fused together with the color register, and the electronic shafts will directly act up on the printing rollers. The paper introduces classification and technical characteristics of shaft-less drive system and expounds the technical scheme of the control system of shaft-less gravure press by taking the application of B&R’s PCC, ACOPOSmulti servo drive and Ethernet POWERLINK real time industrial Ethernet in the above system as an example. The mechanical transmission structure is simplified, the cooperativeness and stability of the control are optimized, the material feeding time is shortened by using the shaft-less drive control technology and therefore we realize the control of the intaglio printing press with high-precision, high printing speed and high-accuracy registration.

    Key words: Intaglio printing press; Shaft-less drive control system; Color register control; Servo driving; Ethernet POWERLINK industrial Ethernet

    1 引言

    膠印、柔印、凹印技術(shù)三足鼎立，三種工藝各有所長，其中的凹印技術(shù)以其印刷色差小、印金效果好、印品無接縫、印材適用面廣、符合長版活印刷等優(yōu)點而為人稱道。隨著控制技術(shù)的發(fā)展，目前全球印刷企業(yè)用戶和設(shè)備生產(chǎn)廠商都將目光聚集于一項新興控制技術(shù)——無軸傳動控制。尤其是應(yīng)用在凹版印刷機上，其優(yōu)勢更為突出。

    傳統(tǒng)的機組式凹版印刷機依靠一根機械主軸通過渦輪蝸桿向各個印刷單元傳遞動力，并以此來保證各色組版輥的運動同步，動力來源于由矢量控制變頻器控制的三相異步電動機，其傳動精度差，機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。印刷圖案的套準(zhǔn)控制則是通過控制專門的浮動輥的運動，并通過控制張力以控制承印物的拉伸而實現(xiàn)的。我們將這種傳統(tǒng)的機組式凹版印刷方式簡稱為有軸印刷，相應(yīng)地將另一種新型的印刷方式簡稱為無軸印刷。

    所謂無軸傳動，就是采用虛擬電子軸取代傳統(tǒng)的機械主傳動軸，并取消套色系統(tǒng)所需的浮動輥機構(gòu)，而將傳動與套色融為一體，直接作用于印刷版輥的一種伺服傳動方式。目前，用于凹印機的無軸傳動控制系統(tǒng)分為兩個流派：其一是以日本住友、西門子、力士樂等公司為代表的“傳動系統(tǒng)+套色系統(tǒng)”的復(fù)合式流派，另一個則是以貝加萊公司為代表的集傳動與套色為一體的富有創(chuàng)新意義的集成式流派。該集成型系統(tǒng)的顯著特點是簡潔、高效以及成本的競爭力。

    2 無軸傳動凹印技術(shù)的特點

    2.1 無軸傳動控制系統(tǒng)的分類

    無軸印刷傳動技術(shù)在發(fā)展過程中形成了以下三種類型的系統(tǒng)：亞無軸傳動控制系統(tǒng)、準(zhǔn)無軸傳動控制系統(tǒng)和集成型無軸傳動控制系統(tǒng)。

    （1）亞無軸傳動控制系統(tǒng)

    僅僅去掉了傳統(tǒng)的機械主傳動軸，每一印刷單元采用獨立驅(qū)動機構(gòu)，保留了套色系統(tǒng)所需的浮動輥機構(gòu)且完全獨立。由于傳動和套準(zhǔn)控制系統(tǒng)的相對獨立性，控制上很難達到完全協(xié)調(diào)和穩(wěn)定，浮動輥機構(gòu)的結(jié)構(gòu)仍然復(fù)雜，而且色組之間的過料長度較長，很難實現(xiàn)高速、高精度的印刷工藝。它是無軸控制系統(tǒng)的前身。

    （2）準(zhǔn)無軸傳動控制系統(tǒng)

    不僅去掉了傳統(tǒng)的機械主傳動軸，同時也去掉了套色系統(tǒng)所需的浮動輥機構(gòu)，每一印刷單元采用獨立驅(qū)動機構(gòu)，以保證印刷版輥的速度同步。同時，由相對獨立的套色系統(tǒng)提供已經(jīng)處理的套色誤差信號，無軸傳動系統(tǒng)結(jié)合速度同步信號和套色誤差信號，統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作。它是亞無軸控制系統(tǒng)的發(fā)展。

（3）集成型無軸傳動控制系統(tǒng)

    該系統(tǒng)采用基于伺服控制技術(shù)的虛擬電子軸傳動來取代傳統(tǒng)的機械主傳動軸，徹底摒棄了套色系統(tǒng)所需的浮動輥機構(gòu)，而將傳動與套色融為一體，各個印刷單元均配置獨立的伺服電機及相應(yīng)的減速機構(gòu)對該單元的版輥獨立驅(qū)動，直接作用于印刷版輥。力求系統(tǒng)的完整性和統(tǒng)一性，有效地將張力控制、遠程站點控制納入其中，由一套PCC統(tǒng)一控制。這是一種真正意義上的無軸傳動控制系統(tǒng)，也是本文論述的主題。

    2.2 無軸傳動凹印機及其控制技術(shù)的特點

    無軸和有軸的根本區(qū)別是版輥的傳動方式不同，無軸各色組版輥的傳動是各自獨立的，各單元之間的同步十分關(guān)鍵，這是保證印刷品質(zhì)的前提和基礎(chǔ)。在圖案套色控制上，無軸印刷是在保證各軸同步的基礎(chǔ)上，通過控制版輥的相位來實現(xiàn)的。
與傳統(tǒng)的機械主軸凹印機相比，采用集成型無軸傳動控制系統(tǒng)的機組式凹印機具有以下優(yōu)點：

    （1）傳動結(jié)構(gòu)簡化

    控制的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性好，過料長度縮短20％，走料時間也相應(yīng)減少。

    （2）高精度的預(yù)套準(zhǔn)和極短的預(yù)套準(zhǔn)時間

    印刷版輥只需裝入任意印刷單元并初次確認印版輥“零位”，隨后伺服系統(tǒng)將自動根據(jù)色組間料長來調(diào)節(jié)版輥相位，將其轉(zhuǎn)動至“印刷位置”。伺服系統(tǒng)的定位精度可達0.001mm，重復(fù)精度為0.01mm，自動預(yù)套準(zhǔn)的范圍可以嚴格控制到+/-10mm以內(nèi)。

    （3）采用高性能控制系統(tǒng)以實現(xiàn)高精度、高印速、高套準(zhǔn)控制

    該控制系統(tǒng)以PCC（即可編程計算機控制器）為核心，在控制伺服驅(qū)動、數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)采集、處理等任務(wù)中，大大提高了效率，其處理速度和能力遠遠超出行業(yè)內(nèi)其它類型的控制器，故它有能力很好地處理套色和同步傳動的統(tǒng)一。

    該系統(tǒng)采用Ethernet POWERLINK實時工業(yè)以太網(wǎng)通信的方式，使PCC、HMI、各控制站點、各伺服驅(qū)動器之間的數(shù)據(jù)通信更加可靠、高速和實時。以總線的方式進行遠程I/O的配置和通信，節(jié)省了配線，并大大降低了系統(tǒng)的干擾和故障，使設(shè)備的維護簡化。

    用于版輥位置反饋測量的編碼器通過硬件倍頻可達到400萬線/轉(zhuǎn)的高分辨率，系統(tǒng)控制精度可達0.001mm。在高達600米/分的印刷速度下仍能達到比機械軸凹印機高得多的套準(zhǔn)精度，印刷實踐證明，該技術(shù)使套印精度由原來的0.1mm提高到0.05mm。

    （4）特殊印刷工藝更易實現(xiàn)

    無軸傳動控制系統(tǒng)不需改變系統(tǒng)硬件配置即可通過軟件來實現(xiàn)各個印刷色組正印和反印的任意轉(zhuǎn)換。無軸傳動對異徑涂布功能和定點涂膠功能的實現(xiàn)，較之傳統(tǒng)有軸凹版印刷更簡單而又可靠。

    （5）色組機的分組使用

    無軸傳動控制系統(tǒng)為多色機的分組使用提供了方便。即在某些色組正常作業(yè)時，用戶可為剩余色組提前做好訂單的裝版和勻墨工作。此外，用戶可依據(jù)生產(chǎn)需要將不參加作業(yè)的色組置于單動停止?fàn)顟B(tài)，達到節(jié)能的效果。

    （6）緊湊的工程設(shè)計和良好的工作環(huán)境

    由于取消了機械傳動軸和齒輪箱，因而傳動噪音和維修保養(yǎng)工作量明顯減少，并留出了更大的空間用于操作及維修。各個印刷單元實現(xiàn)模塊化設(shè)計，節(jié)省了安裝和調(diào)試時間。

    3 無軸凹版印刷機控制系統(tǒng)

    集成型無軸傳動控制系統(tǒng)的技術(shù)方案立足于簡化機械結(jié)構(gòu)和提高控制性能。

    3.1 系統(tǒng)構(gòu)成概述

    型號不同的機組式凹版印刷機的色組單元個數(shù)是不同的，下面以一臺10色組單元凹版印刷機的控制系統(tǒng)為例，來說明凹印機無軸傳動控制系統(tǒng)的構(gòu)成。
                    
    如圖1所示，該系統(tǒng)以B&R X20系列PCC為核心（CPU選用CP1486)，與上位操作監(jiān)控站（選用PP320觸摸屏作為HMI）、10套B&R ACOPOS multi伺服驅(qū)動系統(tǒng)和10套色標(biāo)識別系統(tǒng)一起構(gòu)成基于Ethernet POWERLINK總線網(wǎng)絡(luò)的無軸凹印機控制系統(tǒng)。
 
                      
                      圖1   機組式凹版印刷機無軸傳動控制系統(tǒng)簡化原理圖

    3.2 主要控制裝置和子系統(tǒng)

    3.2.1 操作監(jiān)控站（HMI）

    在無軸凹印機控制系統(tǒng)中，上位操作監(jiān)控站是操作人員與系統(tǒng)交換信息的唯一渠道，它實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)讀寫、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、故障提示和配方管理等功能。

    B&R人機界面系列產(chǎn)品Power Panel 300 BIOS觸摸屏是一種集顯示操作和數(shù)據(jù)處理于一體的人機界面。該系統(tǒng)選用了一款面板屏幕尺寸為15英寸的嵌入式高檔人機界面，面板背部集成有Ethernet等通信接口，不僅具備人機界面所有的功能，同時還可以在其中裝入通用操作系統(tǒng)，如Windows XP、Windows CE等，開放的操作系統(tǒng)可以使該系列的觸摸屏作為一個SCADA系統(tǒng)的操作員站或遠程的瘦客戶端，還可支持目前多種主流的圖形組態(tài)軟件，如Wonderware InTouch和組態(tài)王等，客戶可以根據(jù)自己的具體條件選擇合適的組態(tài)軟件以應(yīng)用于不同行業(yè)的項目開發(fā)。

    3.2.2 X20系列PCC

    X20系列PCC已成為高精度機械自動化和高可靠性過程自動化等復(fù)雜靈活自動化項目的通用解決方案。其CPU是一款高性能的處理器，如采用Intel Celeron 650處理器的X20控制器，具備有附加的I/O處理器和浮點處理器FPU，系統(tǒng)單步指令周期最快可達到0.01us，任務(wù)循環(huán)周期可短至200us。X20 CPU支持多種通信協(xié)議，RS232、Ethernet、Ethernet POWERLINK和USB等通信接口已經(jīng)成為X20 PCC的標(biāo)準(zhǔn)配置。與B&R的其他系列控制器一樣，X20系列的控制器也使用B&R的Automation Studio?軟件平臺。

    X20分布式控制的設(shè)計理念，可以使用CAN、Ethernet POWERLINK等多種總線把遠程分布式I/O模塊方便地連接起來，實現(xiàn)傳統(tǒng)控制技術(shù)和分布式I/O技術(shù)的完美結(jié)合。

    X20系列PCC除能連接常規(guī)數(shù)字量和模擬量I/O模塊外，還可配置高速計數(shù)器、PWM、編碼器、NC等多種專家模塊。并且所有I/O模塊均支持熱插拔，每個通道均留有便于萬用表探針插入的測試維護孔，這是非常人性化的一種設(shè)計。

    3.2.3 印刷版輥伺服驅(qū)動及控制系統(tǒng)

    B&R全數(shù)字伺服驅(qū)動器ACOPOSmulti及伺服電機構(gòu)成了版輥伺服驅(qū)動系統(tǒng)，是該無軸凹印機傳動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

    ACOPOSmuti是B&R的新一代伺服驅(qū)動器，一改原有伺服驅(qū)動器單軸獨立供電的結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)向更具專業(yè)水準(zhǔn)的共用直流母線集中供電模式和背板式緊湊安裝結(jié)構(gòu)。其高效的散熱結(jié)構(gòu)、集中供電單元和獨特的雙軸驅(qū)動單元等技術(shù)有利于縮小多軸應(yīng)用的安裝空間，共用直流母線技術(shù)有利于多軸驅(qū)動的負載均衡，加之可逆整流技術(shù)更有利于穩(wěn)定直流母線的電壓，并適應(yīng)更寬范圍的交流供電電壓，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，還能將多余的發(fā)電制動能量直接回饋給電網(wǎng)，節(jié)能效果明顯。加上Ethernet POWERLINK高速實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和系統(tǒng)安全技術(shù)，完美地解決了集中或分布式多軸應(yīng)用的高速實時同步和安全運行問題。

    按習(xí)慣把對每一個電機回路的控制稱為對一個“軸”的控制。這樣，該系統(tǒng)的控制對象就是若干個既相互關(guān)聯(lián)而又相對獨立的軸。

    其獨立性表現(xiàn)在每個“軸”獨立驅(qū)動，其控制模式是一致的，控制框架也基本相同。由PCC實現(xiàn)具體的工藝控制和數(shù)據(jù)處理。然后通過Ethernet POWRELINK總線和HUB口將數(shù)據(jù)傳送到各臺用于驅(qū)動印刷版輥的伺服電機的伺服驅(qū)動器ACOPOSmulti中，伺服驅(qū)動器則根據(jù)要求對數(shù)據(jù)進行必要的分析處理，控制相應(yīng)的伺服電機驅(qū)動各自的印刷版輥以實現(xiàn)同步控制。伺服電機的實際速度（位置）由其內(nèi)置編碼器反饋給伺服驅(qū)動器的編碼器信號分析卡，再由該編碼器卡將該信號反饋給伺服驅(qū)動器，并由伺服驅(qū)動器對其控制參數(shù)進行必要的修正，形成內(nèi)閉環(huán)控制。

    它們的關(guān)聯(lián)性表現(xiàn)在系統(tǒng)速度來源是統(tǒng)一的，即跟蹤當(dāng)前的印刷速度，各個軸反映在相應(yīng)的印刷版輥的線速度是相同的。這一關(guān)聯(lián)性也確保了系統(tǒng)傳動的同步性。

    套色時，通過光電眼將實際的套印誤差及時反映給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器對該誤差信號快速處理并反饋給PCC，PCC則根據(jù)各個印刷單元的實際運轉(zhuǎn)情況統(tǒng)一處理，調(diào)整印刷版輥的相位，從而實現(xiàn)套色。

    3.2.4 色標(biāo)識別及處理系統(tǒng)

    包括色標(biāo)識別傳感器及信號處理系統(tǒng)，色標(biāo)信號經(jīng)傳感器識別及處理系統(tǒng)的初步處理后，輸入到ACOPOSmuti系統(tǒng)再進行處理運算。PCC的CPU模塊對識別的信號做高級別的算法處理后再傳輸給ACOPOSmuti伺服系統(tǒng)進行控制。

    3.3 Ethernet POWERLINK總線及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

    3.3.1 Ethernet POWERLINK總線技術(shù)

    （1）概述

    Ethernet POWERLINK通信技術(shù)是由貝加萊公司研發(fā)并推向市場的一種嚴格且具有確定性的實時通信軟件協(xié)議，它完全建立在工業(yè)以太網(wǎng)硬件的基礎(chǔ)上，而不依賴于其它特定硬件環(huán)境，并僅采用軟件協(xié)議來實現(xiàn)的具有高實時特性的安全工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)前它可實現(xiàn)波特率為1Gb i t s/s的安全通信速率。

    POWERLINK不僅支持PCC、分布式I/O以及運動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的循環(huán)通信，同時也支持實時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的非同步通信，并且專門為這一目的預(yù)留有部分網(wǎng)絡(luò)帶寬。

    （2）技術(shù)參數(shù)（基于快速以太網(wǎng)100Mbit/s）

    Ethernet POWERLINK的主要技術(shù)參數(shù)如下：

    傳輸協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)快速以太網(wǎng)，IEEE802.3u

    數(shù)據(jù)傳輸速率：100Mbps

    支持的通信類型：同步數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)

    每站點最大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量：1488byte

    每個POWERLINK網(wǎng)絡(luò)最大站點數(shù)：240個

    （3）Ethernet POWERLINK總線的通信原理POWERLINK網(wǎng)絡(luò)中有兩種數(shù)據(jù)通信形式：

    周期性的，非周期性的POWERLINK循環(huán)：采用SCNM (Slot Communication Network Management，時槽通信網(wǎng)絡(luò)管理) 技術(shù)解決了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)CSMA/CD通信方式為解決數(shù)據(jù)沖突而引發(fā)的數(shù)據(jù)交換的不確定性問題。
SCNM規(guī)定POWERLINK網(wǎng)絡(luò)中由管理器節(jié)點（MN）統(tǒng)一分配時槽給各控制器站點（CN），并依次輪詢。MN以點對點的方式向CN發(fā)出訪問請求PollRequest，CN以廣播的方式向所有站點發(fā)出響應(yīng)信息PollResponse。
循環(huán)周期如圖2所示。
                      
                                    圖2  POWERLINK的循環(huán)周期
    一個POWERLINK循環(huán)包括一個循環(huán)頭（SoC-Startof Cycle），它被控制器用于同步操作，循環(huán)頭之后，管理器向第一個站點發(fā)送一個傳送請求，相應(yīng)地它會收到一個傳送回應(yīng)，以此類推，在每一個循環(huán)中，所有的站點都會被訪問到。循環(huán)通信在一個循環(huán)尾（EoC-End of Cycle）終止，而后就是非同步通信時間，這時，管理器就向某個站點發(fā)送或者提示其發(fā)送數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)通信過程如圖3所示。
                         
                                  圖3   POWERLINK數(shù)據(jù)通信的過程
    3.3.2 無軸凹印機控制系統(tǒng)中Ethernet POWERLINK的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    該凹印機控制系統(tǒng)的Ethernet POWERLINK網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及站點分配如圖4所示，這是一個基于Ethernet POWERLINK總線的星形網(wǎng)絡(luò)。

    在該網(wǎng)絡(luò)中，貝加萊的X20系列PCC的CPU (CP1486) 模塊是中央處理單元，除PCC與操作監(jiān)控站的通信采用以太網(wǎng)(TCP/IP)以外，PCC的CPU與各伺服驅(qū)動器（ACOPOS multi）之間通過Ethernet POWERLINK總線和HUB實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，各伺服驅(qū)動器之間的數(shù)據(jù)通信也基于thernet POWERLINK。

    在該Ethernet POWERLINK通信網(wǎng)絡(luò)中，CPU (CP1486)POWERLINK接口的站點號為00（MN），各伺服控制器的站號依次為01到10（CN）。
                   
                                 圖4  Ethernet POWERLINK的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    3.3.3 Ethernet POWERLINK在運動控制中的應(yīng)用

    凹版印刷對數(shù)據(jù)響應(yīng)速度的要求很高， 而Ethernet POWERLINK的高實時性和安全性正好滿足了這個要求。

    在運動控制中，POWERLINK作為通信總線是透明的，不需要編寫任何的驅(qū)動程序或通信程序，這些都是集成在系統(tǒng)中的，只要在項目中添加相應(yīng)的通信接口，并做相應(yīng)的Ethernet POWERLINK通信屬性的設(shè)置（如循環(huán)周期的設(shè)置），Ethernet POWERLINK的通信功能即可在系統(tǒng)中使用。開發(fā)者主要的工作則集中于運動控制軟件方案的規(guī)劃及控制方法的實現(xiàn)上。

    各色組單元需要解決同步運行問題，Ethernet POWERLINK總線為各軸電子齒輪的同步提供了實時、可靠而安全的數(shù)據(jù)通道。
              
    3.4 單個印刷單元的伺服控制
                        
    圖5表示出了單個印刷單元控制系統(tǒng)的簡化原理圖（未表示出Ethernet POWERLINK總線的通信網(wǎng)絡(luò)連接）。每個印刷單元的伺服控制系統(tǒng)配置一臺B&R的ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器（內(nèi)插AC114總線通信卡、AC120ENDAT編碼器卡、AC132色標(biāo)分析卡和AC130 I/O控制卡）、一臺內(nèi)置ENDAT編碼器、機械式制動器和溫度傳感器的交流同步伺服電機以及電源開關(guān)、能耗制動電阻、操作和信號電器等。

    ACOPOSmulti伺服驅(qū)動器除引入三相AC380V電源作為控制電源外，還接入DC24V共用直流電源作為逆變電源。ENDAT編碼器的速度（位置）信號輸入至伺服驅(qū)動器的AC120ENDAT編碼器卡；色標(biāo)信號經(jīng)色標(biāo)識別傳感器及其處理系統(tǒng)的初步處理，輸入到伺服驅(qū)動器的AC132色標(biāo)分析卡再進行運算處理；單個印刷單元控制系統(tǒng)設(shè)有單動—聯(lián)動選擇、粗調(diào)－細調(diào)選擇、單獨運行操作和對版操作以及相關(guān)運行指示燈，有關(guān)輸入/輸出控制信號均接至插入伺服驅(qū)動器的AC130 I/O控制卡。

    該ACOPOSmu l t i伺服驅(qū)動器通過Ethernet POWERLINK總線網(wǎng)絡(luò)接受X20 PCC的 CPU的運動控制指令并向其傳送由編碼器反饋的運動位置數(shù)據(jù)和其它有關(guān)運行數(shù)據(jù)，伺服驅(qū)動器與伺服電機則通過ENDAT編碼器的反饋信號構(gòu)成內(nèi)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，精確地執(zhí)行控制指令所規(guī)定的運動軌跡。

    3.5 無軸凹印機控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)

    3.5.1 Automation Studio?集成一體化軟件平臺

    該系統(tǒng)使用B&R的Automation Studio集成一體化軟件平臺，這種能實現(xiàn)從控制、顯示到通信任務(wù)的集成開發(fā)軟件能夠滿足各類自動化任務(wù)的需求。該軟件平臺支持B&R的全系列控制產(chǎn)品，包括HMI、PCC、X20 I/O和伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開發(fā)。
Automation Studio的系統(tǒng)配置工具支持應(yīng)用于Ethernet POWERLINK和X2X Link系統(tǒng)的遠程I/O模塊，簡單統(tǒng)一的I/O分配使得I/O系統(tǒng)的快速更換成為現(xiàn)實；控制數(shù)據(jù)、配置參數(shù)和類似的參考數(shù)據(jù)均可在應(yīng)用軟件中讀取，并存貯于讀卡器、軟盤或DiskOnKey等USB大容量存貯設(shè)備上；可以在裝入PCC CPU的Automation Runtime操作系統(tǒng)中對全新的Compact Flash卡進行分區(qū)并格式化。

    Automation Studio的編程支持幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)語言，包括Automation Basic、ANSI-C等高級語言，以及符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的梯形圖（LAD）、指令表（IL）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、順序功能圖（SFC）和數(shù)據(jù)模塊編輯器以及數(shù)據(jù)類型編輯器。
無論是簡單的邏輯和數(shù)學(xué)運算，還是通訊協(xié)議的編程和復(fù)雜的控制算法，都可作為標(biāo)準(zhǔn)的功能塊集成在Automation Studio?中，此外還可創(chuàng)建和管理自定義的功能塊。

    使用Automation Studio軟件可實現(xiàn)在線語言切換、報警管理、配方管理、觸摸屏和功能鍵操作、自由編程與高級語言支持、快速頁面切換、直接讀取I/O和變量和整個系統(tǒng)的可視維護等功能。所允許的畫面及程序量多少僅與內(nèi)存容量有關(guān)。

    3.5.2 應(yīng)用軟件開發(fā)策略

    在系統(tǒng)硬件配置完成后，根據(jù)工藝要求在Automation Studio?軟件平臺下主要使用ANSI-C語言進行主干應(yīng)用程序的開發(fā)，以實現(xiàn)控制目標(biāo)。該控制系統(tǒng)在編程中共分為三個循環(huán)任務(wù)層來編寫：在第一個循環(huán)層內(nèi)，共完成以下六個任務(wù)：與伺服控制系統(tǒng)的通信、過程控制、印刷單元控制、套色系統(tǒng)控制、張力控制和張力I/O的處理；在第二個循環(huán)層內(nèi)，主要完成站點控制；在第三個循環(huán)層內(nèi)，主要完成人機界面的組態(tài)和編制。

    對于以上三個循環(huán)層內(nèi)的任務(wù)，PCC是按其分時多任務(wù)管理的模式來進行處理的。

    4 結(jié)束語

    無軸凹版印刷是集版輥傳動和套色控制于一體的印刷方式。版輥的獨立，雖然使得控制更加復(fù)雜，但凹印機的印刷靈活性、可操作性以及自動化水平都得到了提高，從而能更好地適應(yīng)當(dāng)今印刷行業(yè)復(fù)雜生產(chǎn)工藝的要求。

    無軸凹版印刷機的投入市場，為煙包、裝飾紙印刷、瓦楞紙印刷、塑膜印刷等行業(yè)的廣大客戶提供了品質(zhì)優(yōu)良的新型技術(shù)裝備，使其在印刷合格率、印刷精度、機器性能、操作人性化和節(jié)約成本等方面都得到了顯著提高，并實現(xiàn)了安全和環(huán)保生產(chǎn)。

    其他作者：郎建華（1979-），男，河北唐山人，本科，初級工程師，從事供熱系統(tǒng)自動化控制方面的研究，現(xiàn)就職于唐山理工智能儀器有限公司工程技術(shù)部。

   參考文獻：

   [1] 齊蓉, 肖維榮. 可編程計算機控制器技術(shù)[J]. 電子工業(yè)出版社, 2005, (11).

    [2] 力生. 基于POWERLINK無軸凹版印刷套色控制[J]. 伺服控制, 2008, (6).

    [3] 李佳艷, 陸賀卿. 貝加萊控制系統(tǒng)在新型數(shù)字化紡機中的應(yīng)用[J]. 自動化信息, 2010, (3).

    摘自《自動化博覽》2010年第九期