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500強之一, 是國內首批境外上市的九家企業之一，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。整個系統實現“即插即用”式組合，可根據不同需要實現多種不同單元組合，系統極具柔性。該印報機電控系統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進行無軸傳動控制，上位監控軟件采用 易控(INSPEC)組態軟件，軟件中的作業管理系統使得整個系統可以根據作業的需要進行作業配置、管理，使得整個系統操作、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。
系統構成
整個系統由給紙機（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，充分提高系統的使用率。
為適應Beiren45A的控制需求，整個系統構架分為傳動系統、PLC控制系統及上位人機交互管理系統。
傳動系統采用Baumueller印報機無軸傳動控制系統；
PLC采用三菱Q系列的可編程序控制器；
上位監控軟件采用易控(INSPEC)組態軟件。
Baumueller無軸傳動系統是一個非常成熟的傳動控制系統，這個系統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?？梢苑奖愕貙崿F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及上位系統進行通訊。MDS通過接收PLC及易控上位系統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系列以中大規模系統為對象，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印刷機控制系統提供控制指令及獲取狀態信息，并與上位易控（INSPEC）軟件系統交互。為適應多Section操作，主控PLC之間通過MELSEC H網絡實時交換數據?；贛C通訊協議，由CClink、以太網、MELSEC H組成的立體網絡系統無縫連接，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使用易控(INSPEC)組態軟件，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了作業管理等印刷專業功能組件。這些專家控件的使用，使Beiren45A達到了印報機的國際領先水平。
系統特點
? 該系統采用全新的控制模式及系統理念，使得整個系統可以在機械上進行“即插即用”式的組合，大大加強了系統組合柔性。
? 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總線對整個系統進行鏈接；MELSECNET/H網作為多Section系統鏈接，三菱工業以太網進行與上位IPC及Baumueller印刷機控制系統的數據通訊。
? 易控(INSPEC)組態控制軟件中的作業管理系統使得整個系統可以根據作業的需要進行作業配置、管理，使得整個系統操作、控制變得更加靈活。
軟件應用
根據系統功能劃分為系統管理、通訊管理、安全控制系統、作業管理系統、傳動管理系統、水墨控制系統、離合壓系統、運行控制系統、診斷系統、幫助系統、紙路控制系統、套印控制系統等等。每個系統的軟件相互獨立，方便管理及升級。
Beiren45A是一個組合非常靈活的產品，整個系統可以根據用戶的需求靈活搭配。最小系統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)軟件開發的系統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。
利用易控軟件實現的系統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軟件系統中的CIP4接口，為數字化印刷流程控制系統提供接口服務，設備根據工廠流程控制的工作票完成作業配置，并根據要求將設備狀態、印刷報表等信息上傳至工廠管理系統。
? 故障診斷及幫助功能：在進行印刷作業時的各種警告、故障等均可提供詳細的診斷及幫助信息。當設備保養期限到，系統將進行保養提示，操作人員還可以通過屏幕查詢保養材料、方法、步驟等具體措施。當設備出現故障時，操作人員可以直接通過IPC屏幕獲取故障的部位、現象及其處理方法。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?；A數據來源可以來自CIP4系統或操作員站的人工輸入。通過作業管理系統，縮短了印刷作業的印前準備時間及印刷調節時間，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，為報紙印刷企業節省了大量的印刷成本。對于印刷管理者來講，通過作業管理系統可以及時獲得生產狀態中的一手信息，根據需要制定或修改生產作業管理策略，提高設備的使用率及生產效率。
Beiren45A作業管理系統
? 套印控制：由易控軟件實現的套印控制系統改變了以往套印控制調節的模式，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設置，系統將根據作業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。如果某個版面的目標調節量已經大于可調節量，系統將自動指派其它版面進行補充調節。大大地簡化了操作人員的操作。
Beiren45A套印控制系統
系統診斷：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、保養進行提示。為管理者進行品質追溯提供依據。
Beiren45A幫助系統
幫助系統
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自動化水平提高的顯著力量。由易控(INSPEC)組態軟件實現的北人45A無軸塔式印報機監控系統，很好地保障了整機的運行狀態監控、操作及機器故障診斷等功能，其印報機特殊功能如作業管理、調版控制、水墨跟蹤等獲得用戶的高度認可。該印報機系統研發工作自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。