Содержание к диссертации
Введение
Глава I . Teнденции развития систем автоматизации полиграфических машин 11
1.1. Анализ систем автоматизации машин полиграфическогопроизводства 11
1.2. Требования, предъявляемые к управлению электромеханическими комплексами для достижения заданных качественных показателей печати 14
1.3. Информационное обеспечение систем управления при контроле механических и технологических переменных и качества печати 18
1.3.1. Программируемые контроллеры (ТК) и промышленные компьютеры (ПК) 18
1.3.2. Контрольно-измерительные средства 21
1.3.3. Датчики механических переменных 22
1.3.4. Датчики технологических переменных 23
1.3.5. Средства управления комплексами 24
1.4. Принципы построения и способы реализации систем автоматической синхронизации высокоточных движений цилиндров 29
1.4.1. Структура автоматизированной системы управления полиграфической машины 30
1.4.2. Анализ систем м погод вигательных электроприводов полиграфических машин 32
1.5. Принципы построения и способы реализации систем управления подачей бумаги и красителя 42
1.6. Выводы по главе 50
Глава 2 . Разработка и исследование методов автоматической синхронизации высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги 52
1. Исследование методов автоматической синхронизации высокоточных движений цилиндров 52
2.1.1. Системы стабилизации скорости электроприводов печатных цилиндров 52
2.1.2. Позиционирование систем электроприводов печатных цилиндров 54
2.2. Принципы построения компьютеризированных электроприводов, обеспечивающих синхронизацию высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги 56
2.2. 1 .Математические модели электромеханических систем, предназначенные для решения задач автоматического управление 56
2.2.1.1. Математическое описание электромеханических систем рулоны механизмов 61
2.2.1.2. Управление разматыванием рулона при косвенном и непосредственном контроле натяжения 63
2.2.1.3. Математическое описание электромеханических систем лептоведущих пар цилиндров в печатных секциях 68
2.2.1.4. Система управления скоростью, соотношением скоростей ведущих валов и цилиндров и натяжением ленты , 70
2.2.1.5. Функциональная связь между величиной неприводки красок и относительной деформацией движущейся лепты 76
2.3. Разработка алгоритмов управления компьютеризированными электроприводами, обеспечивающих синхронизацию высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги 80
2.4. Исследование систем синхронизации 86
2.4.1. Современные программные продукты и их возможности для исследования систем синхронизации , 86
2.5. Выводы по главе 92
Глава 3 . Разработка и исследование систем управления подачей красителя 94
3.1. Математическое описание системы управления подачей красителя 94
3.2. Идентификация параметров и моделирование системы управления подачей красителя 99
3.3. Анализ алгоритмов управления подачей красителя . 107
3.3.1. Постановка задачи синтеза алгоритмов управления подачей красителя 107
3.3.2. Алгоритмы компенсации транспортного запаздывания в сепаратных каналах регулирования технологических переменных полиграфической машины 108
3.3.3. Синтез базовых регуляторов систем управления асинхронными двигателями с короткозамкиутым ротором (АДКР) 115
3.4. Выводы по главе ...„.,,.127
Глава 4. Автоматизация управления рулонной ротационной полиграфической машины media man 128
4.1. Характеристика электромеханических систем печатных секций MEDIA MAN 128
4.2. Компьютерная система автоматического управление комплекса полиграфической машины 132
4.3. Исследование систем управления подачей бумаги и красителя 141
4.3.1. Автоматизация управление синхронных движений цилиндров, подачей бумаги и красителя по качества, производительности печати 141
4.3.2. Синтез FUZZY-алгоритмы для решения задач автоматического управление подачи бумаги и красителя по качества и производительности .печати 143
4,3.3. Аппаратура и программное обеспечение системы управления подачи бумаги и красителя 146
4.4. Выводы по главе 158
Заключение 160
Литература 163
- Требования, предъявляемые к управлению электромеханическими комплексами для достижения заданных качественных показателей печати
- 1 .Математические модели электромеханических систем, предназначенные для решения задач автоматического управление
- Алгоритмы компенсации транспортного запаздывания в сепаратных каналах регулирования технологических переменных полиграфической машины
- Компьютерная система автоматического управление комплекса полиграфической машины
Введение к работе
Актуальность проблемы. Основными направлениями
совершенствования автоматизации печатных процессов в последние годы являются: разработка комплексных систем управления агрегатами печатной машины и параметрами печатного процесса; разработка систем автоматизированной настройки красочного аппарата печатной машины; создание систем сбора и отображения параметров печатного процесса, а также управления машиной с применением технологического контроллера (ТК) и персонального компьютера (ПК). Производительность и качество печати постоянно возрастают. В значительной мере это связано с применением компьютерных систем управления, компьютеризованных многодиигательных электроприводов переменного тока. Мировая практика показывает, что при умеренном увеличении объемов производства печатных изделий наблюдается существенное повышение их качества и производительности машин, что свидетельствует о повышении спроса и возросших требованиях потребителей к качеств}' печати. Это является следствием совершенствования технологических агрегатов машин, оснащения их высокодинамичными регулируемыми электроприводами, компьютерными средствами автоматизации и датчиками, обеспечивающими контроль и регулирование электромагнитных, механических и технологических переменных, диагностику состояния оборудования.
Процесс совершенствования технологических агрегатов,
электроприводов и средств автоматизации является взаимосвязанным процессом. Так, появление на рынке падежных и высокодинамичных частотно-регулируемых электроприводов переменного тока привело к постановке задач повышения скорости машин в 2-2,5 раза, производительность современных машин достигает 60 + 80 тыс. оттисков в час. Рулонные печатные машины имеют скорость вращения печатной пары до (1000 — 1500) об./мип. при скорости движения бумажной ленты 8 — 15 м/с. Число красок, наносимых на запечатываемый материал, в машине достигает значений 30-60. Несовмещения цветов должно быть не более (0,05 —0,1) мм. Значения толщин слоя краски на
растровых элементах оттисков при офсетной печати равняются (0,9 — 1,25) мкм.
С целью повышения точности поддержания заданной скорости и натяжения бумажного полотна между секциями машин, возрастают требования к динамике систем управления скоростью и соотношением скоростей секций. Повышение скоростей машин, безусловно, влечет за собой и необходимость повышения качества систем управления технологическими переменными процесса производства печати, основной задачей которых является поддержание с заданной точностью, основных технических показателей -иесовмещения цветов и толщины слоя краски. Решение задач регулирования технологических переменных возможно только на основе использования специальных алгоритмов управления, учитывающих взаимосвязи переменных, транспортные запаздывания в исполнительных механизмах, прямых и перекрестных каналах объекта управления. Актуальной задачей здесь является повышение быстродействия исполнительных механизмов в каналах регулирования иесовмещения цветов и толщины слоя краски.
В полиграфических машинах явно наметилась тенденция на замену механических средств синхронизации печатных цилиндров, регулирования натяжений бумажной лепты, подачи краски на электромеханические многодвигательные средства. Из всего многообразия печатных машин в данной работе рассматриваются наиболее сложные и производительные —рулонные ротационные печатные машины.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка путей повышения качества и производительности печати путем создания автоматических систем управления на основе математических моделей.
Для достижения поставленной цели в работе ставятся и решаются следующие задачи:
1. Анализ полиграфических машин как объектов управления с взаимосвязанными электромеханическими и функциональными подсистемами;
Разработка и исследование методов автоматической синхронизации высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги;
Разработка алгоритмов управления компьютеризированными электроприводами, обеспечивающими синхронизацию высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги;
Разработка и исследование алгоритмов управления подачей красителя с учетом транспортных запаздываний в исполнительных механизмах;
Исследование и перспективы конкретных высокоточных компьютеризированных многодвигатсльных электроприводов полиграфических машин (MEDIA MAN) ОАО ''Тверской ордена Трудового Красного Знамени полиграфический комбинат детской литературы имени 50-летия СССР".
Для решения поставленных задач в работе использована методика, включающая в себя: методы теории автоматического управления и методы математического моделирования на ПК.
На защиту выносятся следующие научные результаты:
Разработана методика синтеза взаимосвязанных систем управления электромеханическими комплексами полиграфических машин с динамической декомпозицией регулируемых переменных.
Разработаны алгоритмы управления компьютеризированных многодвигательных электроприводов переменного тока, обеспечивающих синхронизацию высокоточных движений цилиндров, подачи бумаги и красителя.
Разработаны алгоритмы управления технологическими переменными электромеханических устройств, красочного аппарата, учитывающие вариацию параметров объектов управления и транспортных запаздываний в каналах объектов.
Разработана система автоматизации высокоточных компьютеризированных многодвигательных электроприводов полиграфических машин MEDIA MAN на ОАО "Тверской ордена Трудового
Красного Знамени полиграфический комбинат детской литературы имени 50-лстия СССР".
Научная новизна работы заключается в следующем:
Методика позволяет осуществлять декомпозицию взаимосвязанных систем управления электромеханическими комплексами машин без использования перекрестных корректирующих каналов за счет технических средств, обеспечивающих повышение динамических характеристик контуров регулирования переменных.
На основании математических моделей электромеханических систем управления печатных цилиндров различного типа получены обобщенные компьютерные модели, предназначенные для решения задач автоматической синхронизации высокоточных движений печатных цилиндров.
Разработаны алгоритмы управления, обеспечивающие синхронизацию высокоточных движений цилиндров, подачи бумаги и красителя.
В новой структуре системы автоматизации содержатся блоки оценок составляющих качества, управление и исполнения, обеспечивающие изменение частоты движения рабочих органов печатных аппаратов при изменении несовмещения цветов и толщины слоя краски.
Содержание работы раскрывается в четвери главах.
В первой главе диссертации проведен анализ современных электромеханических комплексов полиграфических машин. Дана характеристика производственных комплексов, выделены особенности технологических процессов производства печати, определены требования, предъявляемые к системам управления комплексами.
Приведен обзор современных автоматизированных систем управления комплексами с описанием их структурного и функционального построения. Дано описание технологических методов и средств контроля и регулирования качественных показателей печати.
Во вторая главе диссертации рассматриваются вопросы математической модели системы управления компьютеризированных многодвигательных
электроприводов переменного тока, обеспечивающих синхронизацию высокоточных движений цилиндров и подачи бумаги, разрабатываются компьютерные модели электромеханических систем печатных аппаратах, производится выбор программного обеспечения реализации компьютерных моделей и исследования систем синхронизации.
В третьей главе диссертации рассматриваются вопросы математического модели системы управления процессом подачи красителя, идентификация параметров системы управления подачей красителя, анализ алгоритмов управление (стабилизация) насыщенности оттисков, вязкостью красок и балансом краска-раствор.
В четвертой главе рассматривается печатный комплекс MEDIA MAN на ОАО "Тверской ордена Трудового Красного Знамени полиграфический комбинат детской литературы имени 50-лстия СССР", и методика, позволяющая в кратчайшие сроки произвести модернизацию действующего оборудования и приводящую к существенному повышению качества и производительности печати.
Исследование сервоприводов полиграфической машины MEDIA MAN. Исследуется автоматическая синхронизация высокоточных движений цилиндров и систем управления подачи красителя.
Разработка FUZZY-алгоритмы' для решения задач автоматического управление подачи бумаги и красителя по качества и производительности печати.
Приведены аппаратное и программное обеспечение системы управления подачи бумаги и красителя печатного комплекса MEDIA MAN.
В процессе исследования системы управления полиграфической машины MEDIA MAN, составлено описание структурного и функционального построения электромеханических комплексов машины.
Требования, предъявляемые к управлению электромеханическими комплексами для достижения заданных качественных показателей печати
Систему управления современной полиграфической машины, являющейся совокупностью основного и вспомогательного технологического оборудования с различной степенью автоматизации, целесообразно представить в виде трехуровневой иерархической системы управления [5-9]. Структура системы представлена на рис. 1.1.
Первый - нижний уровень содержит взаимосвязанную электромагнитную подсистему (ВЭП), входными переменными и которой являются сигналы управления различными полупроводниковыми преобразователями, а выходными переменными N - электромагнитные моменты (силы) электродвигателей. Управление взаимосвязанными электромагнитными переменными имеет место при управлении электродвигателями постоянного и переменного токов, так как необходимо осуществить независимое управление электромагнитным моментом и потоком. Базой для математического описания электромагнитных подсистем являются теоретическая электротехника, и в частности, уравнения Кирхгофа и Максвелла, а при наличии эквивалентных схем, адекватных физическим процессам, - теория линейных и нелинейных электрических цепей.
Второй уровень содержит взаимосвязанную механическую подсистему (ВМП), имеющую обратные связи с ВЭП по цепям электромагнитной индукции. Выходными переменными ВМП являются переменные /, характеризующие движения исполнительных механизмов (линейные и угловые перемещения. скорости, упругие силы и моменты). Управление взаимосвязанными механическими подсистемами Я осуществляется многодвигательными электроприводами. Базой для математического описания механической подсистемы является теоретическая механика, и в частности уравнения Лагранжа и Ньютона. Рассматриваемые совместно подсистемы ВМП и ВЭП образуют взаимосвязанную электромеханическую систему (ВЭМС). Третий уровень содержит функциональную подсистему (ФП), обеспечивающую формирование показателей качества є технологического процесса. На данном уровне осуществляется управление технологическими переменными объекта (ТО), которое диктует необходимость управления механическими переменными, а через них - н управления электромагнитными переменными. Математическое описание функциональных подсистем содержит описания физических процессов, характерных для той или иной технологии. Для каждой из подсистем возможно рассматривать соответствующие им регуляторы: РПЭП, РВЭМС, РТО, находящиеся в межуровпеиой подчиненности в комплексе управления (КУ) взаимосвязанной системы аналогично тому, как это имеет место в технологическом объекте управления (ТОУ). На регуляторы поступают сигналы заданий переменных N,, qit ,, и измеренные или вычисленные значения переменных. Подсистемы каждого уровня содержат информационные средства (ИС) и идентификаторы (ИД), формирующие необходимую информацию для процесса управления па каждом уровне и в системе управления в целом. В общем случае системы управления каждого уровня представляют собой адаптивные системы, осуществляющие адаптацию через модули адаптивного управления (МАУ) в соответствии с эталонными моделями процессов управления в электромагнитной, электромеханической системах управления (ЭМ ЭСУ, ЭМ ЭМСУ) и в системе управления технологическим объектом в целом (ЭМ СУТО).
В наиболее общем виде описание каждой из подсистем может быть выполнено в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений Разработка алгоритмов управления электроприводами технологических объектов выполняется, как правило, с учетом двух важнейших оценок качества - быстродействия и связанной с ним производительностью и интегральной квадратичной оценкой ошибок управления и связанным с пей качеством технологического процесса. В теории и практике управления взаимосвязанными электромеханическими системами стремятся получить нормированные динамические процессы на основе типовых алгоритмов управления при малых и больших изменениях переменных. Для автономных систем при малых изменениях переменных - это широко известные в методах каскадного (подчиненного) управления настройки контуров регулирования на "оптимум по модулю" (ОМ) и "симметричный оптимум" (СО), а в методах модального управления - стандартные распределения корней характеристических полиномов. Как было отмечено выше, алгоритмы управления переменными взаимосвязанных электромеханических систем определяются особенностями формирования показателей качества технологического процесса на уровне функциональных подсистем. Качество выпускаемой печатной продукции характеризуется основными техническими показателями. Среди них совмещения цветов, значения толщин слоя краски на растровых элементах оттисков (оптическая плотность), цветовой фон, чистота цвета, светлота, четкость воспроизведения, растаскивание, равномерность распределения краски па оттиске. В состав основных нормируемых показателей -технологических переменных процесса - входят основной нссовмсщсния цветов и толщин слоя краски (оптическая плотность). В значительной степени качество печатной продукции определяется точностью поддержания и стабильности печатного процесса. Под стабильным подразумевается процесс, обеспечивающий при заданных режимных условиях печатания сохранение нормированных значении показателей качества оттисков в течение всего тиража. При формировании качественных показателей печатного ставится задача регулирования некоторых механических переменных посредством системы многодвнгателыюго электропривода машины. Так, например, большое влияние на механические свойства полотна бумаги оказывает его натяжение в печатных секциях и фальцаппараты.
1 .Математические модели электромеханических систем, предназначенные для решения задач автоматического управление
В много.массовои упругой механической подсистеме (ВМП), управление которой осуществляется многодвигательными электроприводами, механическая подсистема может быть представлена п виде многих элементов с сосредоточенными массами, соединенных между собой безмассовыми упругими связями. При исследовании ВМП возникают следующие задачи: 1- определения структуры механической модели ВМП, обеспечивающей при т входных и г выходных переменных оптимальное решение задачи управления ВЭМП в печатных аппаратах (рис. 2.1); 2- анализа и синтеза ВМП, в соответствии с которыми па стадии проектирования находятся такие сочетания инерционно-жесткостпых и демпфирующих параметров, которые обеспечивали бы малую интенсивность колебаний механизма в заданных полосах частот сепаратных подсистем управления [37]. В соответствии с задачами и общим алгоритмом синтеза электромеханических подсистем можно раздельно сформулировать и задачи синтеза электромагнитных и механических подсистем. Задача синтеза электромагнитной подсистемы формулируется из условия получения минимумов динамических ошибок воспроизведения управляющих воздействий. Синтез электромагнитных подсистем из этого условия чаще всего может быть сведен к синтезу управляемого полупроводникового преобразователя с заданной полосой пропускания управляющих воздействий, так как именно ограничения по этой полосе частот -56 и являются препятствием в реализации контуров управления с заданными полосами частот, обеспечивающими воспроизведение спектра управляющих воздействий практически без искажений. Задача синтеза упругих многомассовых механических подсистем формулируется из условия получения заданных динамических подсистем в существенных для систем управления движениями полосах частот [37]. Задача синтеза ВМП формулируется по результатам синтеза электромеханической системы управления из условия получения заданной полосы пропускания системы и соответственно минимальных частот упругих колебаний ВМП. Символами , / = I---10 (рис. 2.1) отражено для аппарата j математическое описание соответственно: \- системы управления текущим положением формного цилиндра и натяжением бумажной ленты; - процесса передачи краски от дукторного до формного цилиндров с управлением балансом F F раствор-краска; 3- система управления профилем ножа подачи краски; л система управления вязкостью краски; s- алгоритма управления общей и р зональной подачей краски; й- процесса передачи краски от формного цилиндра до оттиска на бумаге; 7- системы управления усилием прижатия; F F в- системы измерения оптической плотности оттиска; 9- взаимосвязей печатных аппаратов сдвижущейся упругой бумажной лентой; 10- системы фазовой синхронизации начальных положений печатных цилиндров [24,38]. F Символами , /=11---18 отражены аналогичные математические описания для печатного аппарата J+. Коэффициенты- , з- определяют соотношение скоростей соответственно j, J + ] и J+], J + 2 печатных цилиндров. На схеме обозначены: , / = 1---17-управляющие воздействия; , / = 1---17 выходные переменные локальных систем управления; у? , Уи - оценка температуры формного и краскоподающего цилиндров;- , У - оценка густоты краски.
Заданная статическая точность достигается путём настройки печатного процесса в наладочном режиме работы машины. Заданная динамическая точность достигается конструктивным решением ряда принципиальных задач на стадии создания машины, выбором соответствующих алгоритмов управления и автоматической настройкой взаимосвязанных систем управления в режимах рабочего функционирования машины. Запишем критерий оптимизации из условия достижения заданной динамической точности печати: Минимизация обобщенной оценки (2.1) связана с минимизацией частных оценок локальных систем. Часть из этих оценок можно учесть в виде ограничений, соответствующих допустимым значениям. Сформулируем задачи оптимизации локальных систем управления. В соответствии с критерием (2.3) обобщенной оценкой качества оттисков является оценка J = e = itr,6l, (2-5) где 5, - частные оценки погрешностей локальных систем. В соответствии с локальными системами, рассмотренными выше, имеем: 3, - погрешность позиционирования печатного цилиндра; 32 - погрешность системы стабилизации скорости печатного цилиндра; 3, - погрешность системы управления соотношением скорости и натяжения; 34 - погрешность системы подачи краски надукторный цилиндр; дъ - погрешность системы регулирования вязкости; Зь - погрешность системы регулирования баланса раствор-краска.
Алгоритмы компенсации транспортного запаздывания в сепаратных каналах регулирования технологических переменных полиграфической машины
Характерной особенностью большинства технологических объектов является наличие значительных запаздываний в каналах управления и измерения, что объясняется конечной скоростью распространения сигналов информации в объектах. При осуществлении регулирования технологических переменных полиграфической машины, измерение переменных на выходе машины отсрочено по крайней мере па интервал сканирования (обычно 20 секунд) и на неличину транспортного запаздывания, которая может составлять от 1 до 2 минут. Наличие запаздывания в технологическом объекте резко ухудшает динамику замкнутой системы [72]. Обычно при отношении типовые законы управления не могут обеспечить высокую точность и быстродействие процесса регулирования. Главной причиной здесь является резкое снижение критического коэффициента усиления системы при увеличении запаздывания в объекте управления. Повысить качество регулирования технологических переменных можно либо путем уменьшения запаздывания в объекте, либо за счет применения регулятора более сложной структуры. С учетом указанных особенностей объекта управления, целесообразна реализация САУ общей и местной подачи краски с использованием эталонной модели процесса, как части алгоритма управления. Рассмотрим одноконтурную архитектуру системы управления процессом, представленную нарис. 3.8. Каждый контур производственного процесса имеет динамику, которая может быть представлена звеном первого порядка и звеном чистого запаздывания. На рис. 3.8. измеряемая переменная представлена как х, задание -уу, входной сигнал ошибки на контроллер-е,, и выход контроллера -и. Дифференциальное уравнение первого порядка описывает предсказанную величину z измеряемой переменной. Этот сигнал задержан во времени на г секунд, что генерирует оценку. ), измеряемой переменной X. Для формирования сигнала ошибки используются два сигнала обратной связи: во-первых, предсказанная величина измерения z подается по обратной связи к суммирующему соединению нормальным способом, и, во-вторых, разность, ет, между предсказанной величиной s, и измеренной х - также является обратной связью к суммирующему соединению. Сигнал в результате суммирования представляет собой ошибку моделирования [73]. Для моделирования процессов регулирования в рассматриваемых структурах представим передаточные функции объектов управления общей и местной подачи краски в виде апериодических звеньев первого порядка с коэффициентами усиления к01, кт и постоянными времени изменения общей и местной подачи краски Г01, Т02 соответственно. Контуры регулирования общей и местной подачи краски также представляются в виде апериодических звеньев с эквивалентными малыми постоянными времени. Времена запаздывания с моментов подачи управляющих воздействий па нож регулирования расхода краски и толщини краски па ДЦ до момента достижения изменений общей и местной подачи краски сканера представлены блоками чистого запаздывания с передаточными функциями. Эталонные модели также представлены апериодическими звеньями с блоками чистого запаздывания, параметры которых идентичны параметрам объектов управления. Здесь и в дальнейшем для построения переходных процессов будем использовать математическое описание САУ технологическими переменными в относительных единицах. За базовые постоянные времени при исследовании контуров регулирования общей и местной подачи краски принимаем соответственно постоянные 7 , и Т02.
Эффективность введения эталонной модели для объекта с запаздыванием представлены переходные процессы в контуре оптической плотности при отработке единичного ступенчатого управляющего воздействия. Рассмотренная выше структура больше известна как упредитель Смита [74]. Аналогом упредитсля Смита является регулятор Далина [75,76], дискретная форма которого получила широкое применение в автоматизированных системах управления общей и местной подачи краски. Особенностью алгоритма Далина является то, что настройка регулятора Настройка одноконтурной системы с ПИ-регулятором и объектом управления в виде апериодического звена 1-го порядка с запаздыванием по методу Далина может быть осуществлена при „ = (г0/Г, )/[Л-0 (l + г/7т,)], Другим вариантом компенсации транспортного запаздывания является применение оптимального регулятора, содержащего в своей структуре модель объекта управления (рис. 3.9).
Компьютерная система автоматического управление комплекса полиграфической машины
Основными направлениями совершенствования автоматизации печатных процессов являются: разработка комплексных систем управления агрегатами печатной машины и параметрами печатного процесса; разработка систем автоматизированной настройки красочного аппарата печатной машины; создание систем сбора и отображения параметров печатного процесса, а также управления машиной с применением технологического контроллера (ТК) и персонального компьютера (ПК). Производительность и качество печати постоянно возрастают. В значительной мере это связано с применением компьютерных систем управления, компьютеризованных многодвигательных электроприводов переменного тока. - 132 Производительность машин достигает 100 000 оттисков в час. Рулонные печатные машины имеют скорость вращения печатной пары 1500 об./мии. при скорости движения бумажной лепты 15 м/с. Несовмещения цветов должны быть не более (0,02 — 0,04) м.м. Значения толщин слоя краски на растровых элементах оттисков при офсетной печати равняются (0,1 —3) мкм. На рис. 4.3. и 4.4. изображена электрическая схема модернизированного комплекса и функциональная схема системы управления электроприводами одного печатного аппарата, в которой применяются комплектные электроприводы с частотным управлением. В качестве приводов печатных цилиндров целесообразно использовать сервоприводы, выполненные на базе вентильных частотно-регулируемых электродвигателей. Реализация алгоритмов управления положением, скоростью и натяжением выполняется программируемыми контроллерами и интеллектуальными модулями расширения технологических функций приводов. Приводы остальных механизмов могут быть выполнены на базе частотно-регулируемых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Характеристика и исследование сервоприводов. В синхронном двигателе (СД) ротор вращается со скоростью вращения магнитного поля, т.е. юд = шф или 5 = 0. Механическая характеристика СД горизонтальна (у = со). СД практически не используются в САР, т.к. регулирование скорости возможно только частотным методом. Кроме того, многие СД не могут запускаться без принудительного пускового момента. Синхронные двигатели с активным ротором. Ротор таких СД состоит из двух основных частей: 1) постоянных магнитов, создающих магнитный поток возбуждения ротора и обеспечивающих возникновение электромагнитного момента в синхронном режиме; 2) короткозамкпутой обмотки типа "беличья клетка", обеспечивающей возникновение электромагнитного момента в процессе асинхронного пуска. Функциональная схема системы автоматизированны многодвигательы электроприводов полиграфической машины MEDIA MAN Y 12 3 4 5 Рис. 4.4. Функциональная схема системы управления электроприводами одного печатного аппарата В последние годы для таких ЭП все шире используются вентильные двигатели (серводвигатели). Достоинствами этого привода являются, например, высокий начальный пусковой момент, не зависящий от нагрузки разгон, особенные характеристики при пуске и остановке, защита от перегрузок через ограничение тока и момента, работа во всех четырех квадрантах и т.д. В современной приводной технике во многих случаях предъявляются такие высокие требования как: точность позиционирования; стабилизация скорости; широкий диапазон регулирования; стабилизация момента; перегрузочная способность; высокая динамика. Требования к динамике, т.е. поведению привода во времени, складываются из все ускоряющихся процессов обработки, повышения времени цикла и связанной с ними производительности машины. Высокая точность очень часто определяет возможность использования системы привода. Этим требованиям должны отвечать современные динамичные системы привода. Сервопривод- это система привода, которая в большом диапазоне регулирования скорости обеспечивает динамичные, высокоточные процессы.
