Особливості сучасного поліграфічного устаткування

Особливості сучасного поліграфічного устаткування

Поліграфічне устаткування ділиться на три нерівні групи:

1) друковане, основне, найдорожче, в першу чергу, націлене на офсет, представлене у своїй основній частині невеликий групою провідних світових фірм (Heidelberg, Man Roland, KBA і кілька інших);

2) післядрукарське, що характеризується великою різноманітністю функцій (різка, фальцювання, рубка, брошурування та інші види скріплення, клейка палітурки, тиснення, ламінування тощо) і відповідно великою кількістю виробників і моделей;

3) друкарське, яке (в зв'язку з виключенням фотоформ і значної частини хімічних процесів взагалі) поступово зводиться тільки до пристроїв, що експонують для виробництва друкарських форм за технологією CTP (Computer-to-Plate, комп'ютер-друкарська форма). Зазвичай в додрукарське обладнання також включаються пристрої для кольоропроби. Однак основним у допечатной підготовці (або, як зараз прийнято говорити, «препресс») є комп'ютер і комп'ютерна система.

Це різноманітність і тенденції в розвитку поліграфічного облладнання роблять значний вплив на процеси його автоматизації та управління в цілому. Робота концентрується навколо лінійної послідовності змінюють один одного дій, які тільки іноді дозволяють распараллелить процес і рідко включають повторювані дії (цикли). У цих умовах важливою виявляється процедура передачі роботи з операції на операцію.

 

Рівні керування

Вся сукупність керуючих впливів - від стратегічного рішення поміняти профіль виробництва до посилки управління на пристрій для згину листа (фальцювання) або на зміну швидкості обертання друкарського циліндра - може бути віднесена до різних ієрархічних рівнях. Звичайно, можна вважати поліграфічне (і інше) виробництво єдиним, але в техніці загальноприйнятим прийомом аналізу та реалізації управлінь є побудова ієрархічної моделі. Ці моделі відрізняються кількістю рівнів та їх змістом. За основу для аналізу приймемо 5-рівневу модель, зображену на рис. 1.1.Оскільки, взагалі кажучи, кількість управлінь зі зростанням рівня зменшується (але збільшується їх спільність, масштаб і відповідальність), то рівні зручно зображати у вигляді піраміди. Наведемо короткий опис змісту рівнів.

Перший рівень - це подача команд на конкретні виконавчі механізми, які є частиною технічного обладнання. Сюди ж відноситься і виконання поданих команд.

Другий рівень - це управління одиницею обладнання в цілому.

Третій рівень - це управління сукупністю обладнання, грубо кажучи, цехом або ділянкою.

Четвертий рівень - це управління конкретним замовленням, який від прийому до здачі проходить по різних виробничих стадіях.

П'ятий рівень - це управління підприємством у цілому.

1 – рівень керування окремим механізмом

2 – рівень керування одиницею устаткування

3 – керування набором устаткування

4 – керування замовленням

5 – загальне керування підприємством

 

Всього два рівні ієрархії виходить, якщо об'єднати на рис. 1.1 рівні 1-2-3 (переважно техніка) та рівні 4-5 (економіка).

Також типово для техніки об'єднання першого та другого рівнів в «Управління обладнанням».
Команди (управління) можуть як поступати з більш високого рівня, так і вироблятися безпосередньо на даному рівні. Управління, замкнуті тільки на даний рівень, носять характер оперативного зворотного зв'язку.

Вироблення управлінь для першого рівня частково відбувається на другому, а частково носить характер зворотних зв'язків, які повністю замкнуті на виконавчі механізми і системи, тобто на перший рівень.

Найважливіший параметр робочого потоку – час. Сучасний РП є в основному цифровим, є ще не цифровий – з аналоговою технікою.

Становлення поняття робочого потоку саме зараз пояснюється такими факторами:

- Технічні та фінансові можливості підприємств вирівнюються, техніка стандартизується і зближується за своїми параметрами, конкуренція зростає. Звідси істотно збільшується роль саме

організації виробництва;

-З'явилася можливість перенесення на комп'ютер

Всіх формалізуються операцій. Розвитокцифрового управління та контролю, а також

комп'ютерних мереж дали можливість поновому вирішувати питання
узгодження та інформаційної підтримки.

Під управлінням робочим потоком розуміють вироблення і здійснення всіх необхідних команд та управлінь, які задають протягом потоку. У цю задачу також включають своєчасну доставку управлінь на виконавчі органи.Природно, сучасне управління робочими потоками здійснюється за допомогою комп'ютерних систем, зручних, як неодноразово зазначалося вище, і для вироблення управлінь, і для передачі їх на виконання, і для контролю за ходом робіт. Зазначимо, що управління цифровими робочими потоками, за рідкісним винятком, значно простіше, ніжнецифрові.

Наведемо основні переваги введення автоматизованого управління РП:

- Всі процедури формалізовані (документовані), вони точно виконуються відповідно до плану або прецедентом;
- Різко зменшуються помилки управління процесом виробництва;

- Кількість втручань людини різко зменшується;

- Кожна операція виконується так, як якби для неї був найкращий виконавець;

- Скорочується час передачі завдання з операції на операцію;

- Загальне управління зосереджується на бізнес параметрах і поведінці персоналу;

- Основна маса працівників може бути менш кваліфікована.

Локальні системи керування

УК – управляючий комутатор, ЦАП – цифровий аналоговий перетворювач, ПП- підсилювач потужності, ВМ – виконавчий механізм, ТМ – таймер часу, Д – двигун, АЦП – автоматизований цифровий перетворювач, g – вхідний сигнал, y –сигнал зворотнього зв’язку, u – управляюча напруга, u’, y’ – двійковий код (що є вихідними даними для програми обчислення управляючого впливу).

Принцип действия системы заключается в следующем. С верхнего по отношению к данной системе уровня управления поступает задающее воздействие _ в виде параллельного двоичного кода. В том случае, когда, т. е. локальная система относится к классу систем стабилизации, это воздействие вводится в УК перед выполнением определенного режима и хранится в конкретной ячейке оперативной памяти в течение всего времени реализации этого режима. В случае изменяющегося во времени задания двоичный код __вводится в УК в каждом такте работы контроллера. Датчики, установленные на технологической машине, вырабатывают сигналы обратной связи так, что в общем случае — это вектор с несколькими строками по числу датчиков. Выходные сигналы датчиков, как правило, представляют собой изменяющиеся во времени напряжения. Эти сигналы поступают на входной коммутатор (мультиплексор) АЦП. Коммутатор, управляемый сигналами УК, последовательно подключает аналоговые сигналы к преобразователю аналог_цифра; получающийся параллельный двоичный код каждого сигнала датчика записывается в специально отведенную ячейку оперативной памяти УК. Вводимые в каждом такте в оперативную память двоичные коды _ и _являются иходными данными для программы вычисления управляющего воздействия, двоичный код которого фиксируется в определенной ячейке оперативной памяти. Отметим, что программа расчета хранится

в оперативной памяти с односторонним доступом с целью обеспечения высокой надежности хранения этой программы.

Параллельный двоичный код в каждом такте работы УК выводится на входной регистр ЦАП и хранится в этом регистре в течение всего такта до поступления нового кода. По этой причине выходное напряжение ЦАП остается постоянным в течение каждого такта работы УК. Напряжение управления на выходе ЦАП является кусочнопостоянной функцией времени.

Управляющее напряжение усиливается усилителем мощности и поступает на исполнительный механизм. В локальных системах управления может быть несколько ИМ, т. е. является вектором.

В этом случае для каждого ИМ используется отдельный УМ и отдельный ЦАП.

Исполнительные механизмы воздействуют на технологическую машину (ТМ) таким образом, чтобы выходная величина (вектор) изменялась бы в соответствии с предписанием _.

 

Гістерезисний двигун

У малопотужних високоточних системах приладового типу, таких як системи рядкової розгортки додрукарського обладнання, може використовуватися особливий вид синхронної машини -гістерезисна двигун.

Головна гідність гистерезисного двигуна полягає в тому, що він об'єднує в собі хороші пускові властивості асинхронного двигуна і здатність витримувати стабільну середню швидкість ротора, визначає стабільність частоти напруги живлення статора.

Як і всяка електрична машина, двигун складається з статора і ротора. На статорі укладені або дві обмотки, осі яких зрушені один щодо одного на 90 ° в просторі (двофазний двигун), або три обмотки, осі яких зрушені один щодо одного на 120 ° в просторі (трифазний двигун).

Така система обмоток при відповідному двофазному або трифазному харчуванні, як указує?Лось раніше, створить магнітний потік статора, що обертається в просторі? Стве з постійноюшвидкістю, яка визначається частотою живлення мережі і числом пар полюсів машини.

Ротор гистерезисного двигуна являє собою суцільний циліндр з магнитомягкие матеріалу, наякий напрессован

порожнистий циліндр магнітотвердого матеріалу, що має широку петлю намагнічення.

Фст – магнітний потік статора, Вр – вектор магнітної індукції ротора, Ѳ – кут між ними.

 

Кроковий двигун

У системах управління з мікро-ЕОМ іноді виникає необхідність повороту вала на фіксований кут або фіксованого переміщенні механізму без датчика зворотного зв'язку. Такі завдання найпростіше вирішуються за допомогою імпульсних або крокових двигунів (КД).

У поліграфічному обладнанні ШД використовуються не стільки в силових механізмах, скільки для автоматизації

допоміжних механізмів і процесів, що вимагають точного позиціонування.

Схема крокового двигуна повторює схему гістерезисного тільки з іншим позначенням ртора.

 

Датчики оцору

- використовуються для вимірювання механічних параметрів до яких відносять: деформація по якій можна визначити зусилля або крутний момент.

Принцип дії: сприймають відносні деформації елемента системи. Изменения длины проводника приводят к изменению его сопротивления.

Має просту конструкцію, недорогий.

Датчик относительной деформации называется тензорезистором. Он состоит из бумажной основы (подложки), к которой приклеена высокоомная проволока с большим значением r и малой площадью поперечного сечения S, как это показано на рис. 3.15.

Закон Гука дозволяє показати можливості даного датчика.

 

Включення тензорезисторів (включаються в плечі моста). При U=0 міст збалансований.

 

Напівпровідникові тензорезистори дорожчі, мають обмежену область застосування.

- лінійний потенціометр.

Линейный потенциометр — это стержень из изоляционного материала, на который равномерно намотана проволока из высокоомного материала, вдоль по потенциометру перемещается скользящий электрический контакт.

Ємнісні датчики

Емкость C плоского конденсатора, состоящего из двух пластин, разделенных диэлектриком,выполняется по формуле:

где å — относительная диэлектрическая проницаемость изолирующего вещества между пластинами конденсатора, å0 — диэлектрическая проницаемость вакуума, S — площадь сечения в перекрывающемся пространстве между пластинами, d — расстояние между пластинами.

Емкостные датчики строятся на основе изменения какого-либо из параметров в выражении (3.16). В случае изменения расстояния между пластинами, получаем датчик перемещения, причем используются, как правило, дифференциальные датчики в силу известных преимуществ дифференциальных схем измерения.

Дифференциальный емкостный датчик угла поворота, рис. 3.19, состоит из двух неподвижных пластин

П1_и П2 и одной подвижной пластины П3. При повороте пластины П3 вокруг оси на угол αемкость одного конденсатора будет увеличиваться, а другого — уменьшаться; включив эти конденсаторы в плечи измерительного моста, получим датчик, выходное напряжение которого пропорционально углу α.

Індуктивні датчики

Индуктивные датчики предназначены для измерения угловых и линейных перемещений, которые преобразуются в изменение индуктивности. Индуктивные датчики, как и емкостные, не имеют механических подвижных контактов, поэтому, по сравнению с потенциометрическими, обладают большей надежностью. Чувствительность индуктивных датчиков выше, чем потенциометрических. Индуктивные датчики требуют более низкой частоты напряжения питания, чем емкостные.

 

 

 

РН- метр

Один из этих электродов называется эталонным, его составляющие подбираются таким образом, чтобы потенциал электрода не зависел от концентрации ионов водорода, этот потенциал в рН-метре принимается за нулевой. Составляющие второго электрода подбираются таким образом, чтобы его потенциал изменялся пропорционально показателю рН, так называемый ион_селективный электрод.

Разность потенциалов электродов образует выходное напряжение Uвих. Необходимо отметить, что указанный рН-метр обладает большим выходным сопротивлением, поэтому подключать к нему можно только усилители с высоким входным сопротивлением.

 

Числоімпульсні датчики

Измерение перемещений с высокой точностью часто осуществляется числоимпульсными датчиками. Числоимпульсный датчик линейного перемещения состоит из стеклянной или металлической линейки со штрихами, рис. 3.25, а. Линейка соединяется с деталью, перемещение которой необходимо измерить. Длина линейки l определяет диапазон измеряемого перемещения. Расстояние между штрихами dопределяет ошибку измерения перемещения.

На станине, относительно которой перемещается деталь с линейкой, закреплены осветитель — это обычно светодиод СД, и фотоприемник ФП — это обычно фотодиод. Осветитель и фотоприемник

отъюстированы таким образом, что луч света падает на штриховую дорожку, а отраженный луч падает на светочувствительный слой фотоприемника. Во время движения линейки штрихи пересекают точку

падения светового луча, при этом луч рассеивается и не попадает на ФП, в результате на выходе ФП появляется импульс напряжения. Эти импульсы поступают на формирователь импульсов и далее на схему измерения перемещений, рис. 3.25, в. Импульсы от ФП поступают на две схемы совпадения И1 и И2. Выход схемы И1 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика С Ч, а выход схемы И2 — к вычитающему входу. Сигнал u 1 принимает единичное значение и открывает схему И1 в том случае, когда линейка перемещается, удаляясь от нулевого положения шкалы. Сигнал u 2, наоборот, принимает единичное значение и открывает схему И2 при обратном направлении движения линейки, когда она приближается к нулевому положению.

Основной недостаток числоимпульсного датчика заключается в том, что пропадание импульса под влиянием помех приводит к систематической ошибке, которая может быть устранена только при возврате датчика на нулевую отметку.

Числоимпульсный датчик может использоваться также для измерения линейной скорости согласно схеме на рис. 3.25, г. Сигналы от ФП поступают на схему И, которая открывается периодически на время Т_т по сигналу таймера (датчика времени). За время Т_т счетчик СЧ подсчитывает количество импульсов n, поступивших от ФП. После окончания импульса таймера вырабатывается сигнал «считывание», обеспечивающий перезапись выхода счетчика в запоминающий регистр Рг. Затем вырабатывается сигнал «сброс», переводящий СЧ в нулевое состояние. После этого начинается новый импульс таймера.

 

Кодові датчики

В числоимпульсных датчиках, как указывалось в предыдущем разделе, возникает неустранимая ошибка при случайном пропуске импульса фотоприемника. От этого недостатка свободны более сложные, но более надежные кодовые датчики.

Принцип действия линейного кодового датчика состоит в следующем, рис. 3.28.

Стеклянная линейка разбита на n _дорожек с номерами 0,1,…, n-1. На нулевой дорожке с шагом d нанесены чередующие прозрачные и непрозрачные участки. Шаг определяет ошибку измерения перемещения. На 1_й дорожке также нанесены прозрачные и непрозрачные участки, но их шаг в 2 раза больше, чем на нулевой дорожке. На каждой последующей дорожке шаг чередующихся прозрачных и непрозрачных участков в два раза больше, чем на предыдущей. Против каждой дорожки по разные стороны от стеклянной полосы установлена пара СД – ФП.

Когда между СД и ФП находится прозрачный участок, на выходе ФП появляется высокий потенциал, что соответствует значению 1 в данном разряде двоичного кода; в случае затемненного участка между СД и ФП низкий потенциал на выходе ФП соответствует значению 0 в данном разряде. Веса двоичных разрядов равны 2^k где k = 0.1, …, n-1 — номер дорожки. В результате на выходе фотоприемников получается параллельный двоичный код перемещения линейки относительно считывающего неподвижного устройства, состоящего из СД и ФП.

Класифікація систем

1. Системи, що базуються на використанні паперових носіїв інформації.

2. Системи змішаного типу (паперово-комп’ютерні системи). В основі принципу їх побудови поєднання цифрової обробки і зберігання даних та використання паперових технологый керування. В основному в таких систем як сховище даних використовують Microsoft Office Excel i Microsoft office Access. Передача даних виконується за допомогою поштових сервісів або систем документообігу Lotus Notеs.

3. Системи керування, що є повністю цифровими. Вони використовують різнорідні середовища аналізу, зберігання і обробки інформації (Microsoft office Excel, Project).

4. Неспеціалізовані загальновикористовув.сис-ми управління і обліку, - забезпечують єдність та цілістність процессу виробничого керування, обліку та аналізу (Axapta Navision або 1C).

5. Спеціалізовані системи, орієнтовані на поліграфію, що враховують специфіку управління поліграфічним підприємством (A system, Apler-Поліграфія, Print Smitlr?, Ад'ютант, Print Effect, Prinance, DISO, Hi Flex).

 

Особливості сучасного поліграфічного устаткування

Поліграфічне устаткування ділиться на три нерівні групи:

1) друковане, основне, найдорожче, в першу чергу, націлене на офсет, представлене у своїй основній частині невеликий групою провідних світових фірм (Heidelberg, Man Roland, KBA і кілька інших);

2) післядрукарське, що характеризується великою різноманітністю функцій (різка, фальцювання, рубка, брошурування та інші види скріплення, клейка палітурки, тиснення, ламінування тощо) і відповідно великою кількістю виробників і моделей;

3) друкарське, яке (в зв'язку з виключенням фотоформ і значної частини хімічних процесів взагалі) поступово зводиться тільки до пристроїв, що експонують для виробництва друкарських форм за технологією CTP (Computer-to-Plate, комп'ютер-друкарська форма). Зазвичай в додрукарське обладнання також включаються пристрої для кольоропроби. Однак основним у допечатной підготовці (або, як зараз прийнято говорити, «препресс») є комп'ютер і комп'ютерна система.

Це різноманітність і тенденції в розвитку поліграфічного облладнання роблять значний вплив на процеси його автоматизації та управління в цілому. Робота концентрується навколо лінійної послідовності змінюють один одного дій, які тільки іноді дозволяють распараллелить процес і рідко включають повторювані дії (цикли). У цих умовах важливою виявляється процедура передачі роботи з операції на операцію.

 

Рівні керування

Вся сукупність керуючих впливів - від стратегічного рішення поміняти профіль виробництва до посилки управління на пристрій для згину листа (фальцювання) або на зміну швидкості обертання друкарського циліндра - може бути віднесена до різних ієрархічних рівнях. Звичайно, можна вважати поліграфічне (і інше) виробництво єдиним, але в техніці загальноприйнятим прийомом аналізу та реалізації управлінь є побудова ієрархічної моделі. Ці моделі відрізняються кількістю рівнів та їх змістом. За основу для аналізу приймемо 5-рівневу модель, зображену на рис. 1.1.Оскільки, взагалі кажучи, кількість управлінь зі зростанням рівня зменшується (але збільшується їх спільність, масштаб і відповідальність), то рівні зручно зображати у вигляді піраміди. Наведемо короткий опис змісту рівнів.

Перший рівень - це подача команд на конкретні виконавчі механізми, які є частиною технічного обладнання. Сюди ж відноситься і виконання поданих команд.

Другий рівень - це управління одиницею обладнання в цілому.

Третій рівень - це управління сукупністю обладнання, грубо кажучи, цехом або ділянкою.

Четвертий рівень - це управління конкретним замовленням, який від прийому до здачі проходить по різних виробничих стадіях.

П'ятий рівень - це управління підприємством у цілому.

1 – рівень керування окремим механізмом

2 – рівень керування одиницею устаткування

3 – керування набором устаткування

4 – керування замовленням

5 – загальне керування підприємством

 

Всього два рівні ієрархії виходить, якщо об'єднати на рис. 1.1 рівні 1-2-3 (переважно техніка) та рівні 4-5 (економіка).

Також типово для техніки об'єднання першого та другого рівнів в «Управління обладнанням».
Команди (управління) можуть як поступати з більш високого рівня, так і вироблятися безпосередньо на даному рівні. Управління, замкнуті тільки на даний рівень, носять характер оперативного зворотного зв'язку.

Вироблення управлінь для першого рівня частково відбувається на другому, а частково носить характер зворотних зв'язків, які повністю замкнуті на виконавчі механізми і системи, тобто на перший рівень.