Электроприводы полиграфических машин

ИЖЕВСКИЙ Муниципальный ТЕХНИЧЕСКИЙ Институт

Имени М.Т.КАЛАШНИКОВА

Кафедра «Мехатронные системы»

Реферат

на тему «Мехатронные системы в полиграфии »

Выполнил:

студент группы Б01-311-2

Н.Н Морозова

_____________

Проверил:

кандидат технических наук

Ю.В.Турыгин

_____________

Ижевск 2012

Содержание

1.Введение

2.Электроприводы полиграфических машин

3.Числовое программное управление (ЧПУ)

3.1.Процессоры

3.2.Микроконтроллеры

4.Заключение

5.Перечень литературы

Введение

Мехатроника — это заглавие для личных случаев построения электронных приводов, где основной упор делается на обеспечение требуемого движения Электроприводы полиграфических машин, сначала, высокоточного, а не на его энерго свойства. Для мехатроники типично рвение к полной интеграции механики, электронных машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения.

Мехатронная система — совокупа нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных меж собой, для выполнения определенной многофункциональной задачки.

Обычно мехатронная система является объединением фактически электромеханических Электроприводы полиграфических машин компонент с силовой электроникой, которые управляются при помощи разных микроконтроллеров, ПК либо других вычислительных устройств. При всем этом система в поистине мехатронном подходе, невзирая на внедрение стандартных компонент, строится как можно более цельно, конструкторы стараются соединить все части системы воедино без использования излишних интерфейсов меж модулями. А именно, применяя интегрированные конкретно Электроприводы полиграфических машин в микроконтроллеры АЦП, умственные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, увеличивает ее надёжность и дает некие другие достоинства. Неважно какая система, управляющая группой приводов, может считаться мехатронной.

Вообщем, многие современные системы являются мехатронными либо употребляют идеи мехатроники, потому равномерно мехатроника становится «наукой обо Электроприводы полиграфических машин всём». Мехатроника применяется в почти всех отраслях и направлениях, к примеру: робототехника, авиационная и галлактическая техника, мед и спортивное оборудование, домашняя техника, а так же в полиграфии.

Полиграфи́я (от др.-греч. πολύς — «многочисленный» и γράφω — «пишу») — это ветвь индустрии, занимающаяся размножением печатной продукции, а конкретно книжно-журнальной, деловой, газетной, этикеточной и упаковочной продукции Электроприводы полиграфических машин. Машины, которые в ней работают, именуют полиграфическими.

Электроприводы полиграфических машин

ЭП может быть автоматическим и неавтоматизированным; 1-ый в отличие от второго имеет систему автоматического управления (САУ) и обеспечивает рациональное ведение технологического процесса. Полиграфические машины ближайшего времени обустроены огромным количеством электроприводов неизменного и переменного тока различной трудности – от простых нерегулируемых Электроприводы полиграфических машин электроприводов до сложных многоконтурных систем с подчиненным регулированием с движками неизменного и переменного тока различной мощности – от сотен ватт до сотен кв. Современная система автоматического управления электроприводом может быть удачно реализована при использовании последних достижений в области электроники, преобразовательной техники, микропроцессорной техники и электрических вычислительных машин.

Автоматический привод полиграфических машин Электроприводы полиграфических машин тесновато взаимосвязан с системами управления и контроля технологических характеристик, выполняемых на раздельно взятой полиграфической машине либо комплексе, и приводит в движение все исполнительные механизмы машины, также является неотъемлемой частью в системе управления качеством выпускаемой полиграфической продукции.

Электропривод полиграфических машин можно поделить на главный и вспомогательный, но Электроприводы полиграфических машин в текущее время это разделение очень условно и станет естественным по мере рассмотрения развития электроприводов полиграфических машин.

Электроприводы всех типов состоят из 2-ух главных частей, имеющих однообразное предназначение, — исполнительной части и устройства управления Исполнительная часть электропривода обычно состоит из 1-го либо нескольких электродвигателей и передаточного механизма — устройства для передачи Электроприводы полиграфических машин механической энергии мотора рабочему органу приводимой машины. В нерегулируемых электроприводах в большинстве случаев употребляют электродвигатели переменного тока, подключаемые к источнику питания или через контактор либо автоматический выключатель, играющий роль защитного устройства, или с помощью штепсельного разъема (к примеру, в бытовых электроприборах). Частота вращения ротора электродвигателя такового привода, а как Электроприводы полиграфических машин следует, и скорость перемещения связанного с ним рабочего механизма зависит только от нагрузки исполнительного механизма. В массивных нерегулируемых электроприводах используют асинхронные электродвигатели. Для ограничения пусковых токов меж движком и источником устанавливают пусковые реакторы либо автотрансформаторы, которые после разгона мотора отключают.

В регулируемых электроприводах в большинстве случаев используют электродвигатели неизменного Электроприводы полиграфических машин тока, частоту вращения якорей которых можно плавненько (другими словами безпрерывно) изменять в широком спектре с помощью довольно обычных устройств управления.

Первым в истории развития электроприводом в печатных и послепечатных машинах (ППМ) был привод, построенный на базе асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором (АД к.з.р.) без регулирования скорости. Для Электроприводы полиграфических машин конфигурации скорости приводимых в движение устройств машины использовались переключаемые редукторы либо механические вариаторы. Управление такими электроприводами производилось средством релейно-контактных схем управления (РКСУ), которые обеспечивали команды «Пуск», «Стоп», защиту цепей от токов недлинного замыкания (плавкие предохранители) и долговременной перегрузки движков с маленьким превышением (термические реле).

Обычно, в стоповую цепь управления вводились контакты Электроприводы полиграфических машин разных технологических блокировок: неподачи, двойного листа в первую печатную секцию листовых печатных машин (ЛПМ), обрыва картонного полотна в рулонных печатных машинах (РПМ), неподачи либо подачи двойной тетради в подборочных машинах, огораживаний небезопасных зон и т.д. Предстоящим развитием таких электроприводов стало внедрение многообмоточных АД к.з Электроприводы полиграфических машин.р., что позволяло производить ступенчатое регулирование скорости за счет переключения обмоток статора и конфигурации таким макаром числа пар полюсов вращающегося магнитного поля статора, так как частота вращения магнитного поля статора:

n0 = 60f/p,

где f — частота питающего напряжения, p — число пар полюсов, а частота вращения ротора:

n = n0(1-S),

где S — скольжение Электроприводы полиграфических машин АД к.з.р.

В неких ППМ ступенчатое регулирование скорости головного привода производилось на базе электропривода с трехфазным асинхронным движком с фазным ротором. В качестве примера на рис. 2а приведена схема управления основным движком, обеспечивающая разгон по реостатной характеристике и работу на скорости, заблаговременно установленной оператором при Электроприводы полиграфических машин помощи тумблера скорости SA.

Первым электроприводом ППМ с плавным регулированием скорости стал электропривод на базе трехфазных коллекторных электродвигателей переменного тока (движок Шраге), принципная схема которого приведена на рис. 3а, а механические свойства — на рис. 3б. Особенностью такового мотора являлось то, что на роторе размещались две обмотки: W1 — трехфазная, подобная Электроприводы полиграфических машин обмотке ротора АД, питающаяся от сети переменного тока, и Wp — обмотка, подобная обмотке якоря мотора неизменного тока, подсоединенная к коллектору. На статоре размещена обмотка Wс, присоединенная к щеткам А и В.

Плавное регулирование скорости осуществляется за счет перемещения щеток А и В (в противоположенных направлениях) особым серводвигателем. Плюсами таких движков Электроприводы полиграфических машин являются довольно широкий спектр регулирования скорости (Д ≤ 15) и простота управления. К недочетам можно отнести огромные габариты, вес и сложность конструкции самого мотора по сопоставлению с ДПТ той же мощности, также сложность сотворения замкнутой системы стабилизации скорости мотора.

Этапным в развитии регулируемого электропривода неизменного тока с системой стабилизации скорости Электроприводы полиграфических машин явилась разработка и внедрение (МПИ, 70-е годы ХХ столетия) электропривода по системе МУ-ДПТ (магнитные усилители — движок неизменного тока). В качестве примера на рис. 4 приведена многофункциональная схема головного электропривода листовой ротационной печатной машины (ЛРПМ). Разработанный и внедренный в российских полиграфических машинах электропривод обеспечивал все современные требования, предъявляемые к ним Электроприводы полиграфических машин, а конкретно: широкий спектр регулирования скорости (Д ≤ 20), точность поддержания скорости (во всем спектре регулирования скорости) — δ = ±5%, плавный разгон (во всевозможных режимах работы машины), защиту мотора от перегрузки, поддержание данной скорости при действии главных возмущающих воздействий (изменение нагрузки, колебания напряжения сети), реверсирование направления вращения.

С возникновением и развитием силовой полупроводниковой электроники, а конкретно Электроприводы полиграфических машин — массивных и высоковольтных тиристоров (трехэлектродных и оптронных) — в качестве электроприводов полиграфических машин стали употребляться системы ТП-ДПТ (тиристорный преобразователь — движок неизменного тока с независящей обмоткой возбуждения). Поначалу это были одноконтурные системы с оборотной связью по скорости и напряжению якоря, а потом и системы подчиненного регулирования главных Электроприводы полиграфических машин выходных координат — скорости и тока мотора. Такие системы довольно долгое время были доминирующими в полиграфическом оборудовании и до настоящего времени удачно эксплуатируются.

В качестве примера возьмем многофункциональную схему головного электропривода рулонной печатной машины. Это аналоговая система электропривода подчиненного регулирования, обеспечивающая широкий спектр регулирования скорости (Д ≤ 100) и высшую точность поддержания Электроприводы полиграфических машин скорости (δ = ±0,5%). Предстоящим развитием электроприводов неизменного тока подчиненного регулирования стало внедрение бесконтактных движков неизменного тока (БДПТ), цифроаналоговых (ЦАСУ) и цифровых систем управления (ЦСУ). Внедрение в электроприводах полиграфических машин БДПТ, ЦАСУ и ЦСУ позволило расширить спектр регулирования скорости и повысить точность поддержания данной скорости (Д > 100, δ = ±0,01%), что, естественно, полностью удовлетворяет предъявляемым к Электроприводы полиграфических машин ним требованиям. Не считая того, надежность БДПТ еще выше ДПТ.

Понятно, что трехфазный асинхронный движок с короткозамкнутым ротором (АД к.з.р.) имеет значительные достоинства по сопоставлению с движками неизменного тока (ДПТ): масса и габариты ротора, также мотора в целом еще меньше ДПТ; выше эксплуатационная надежность, потому что отсутствует щеточно Электроприводы полиграфических машин-коллекторный узел; выше динамические характеристики. Потому создание электропривода с плавным регулированием скорости на базе АД к.з.р. было животрепещущей задачей, для решения которой нужен надежный экономный преобразователь частоты. Реализация этой задачки стала вероятна только с возникновением на рынке силовых высоковольтных полупроводниковых устройств — IGBT-транзисторов (около 1980 года). Сходу после возникновения Электроприводы полиграфических машин IGBT-транзисторов и силовых модулей на их базе началось бурное развитие преобразователей частоты, рассчитанных на широкий спектр мощностей движков — от толикой кв до сотен кв . Внедрение микропроцессорной техники и цифровых систем управления позволило сделать комплектные устройства электроприводов переменного тока с АД к.з.р. и преобразователями частоты с широким спектром Электроприводы полиграфических машин регулирования скорости (Д ≤ 5·103) с точностью поддержания данной скорости (δ ≤ ±10–3% ) и с сохранением всепостоянства крутящего момента во всем спектре регулирования скорости.

Более высочайшие требования, предъявляемые к электроприводам полиграфических машин, присущи печатным машинам. В особенности это относится к рулонным печатным машинам (РПМ). Протяженность многосекционных РПМ огромного формата с устройствами сушки и Электроприводы полиграфических машин фальцаппаратами, работающих на скорости 60 тыс. об./ч и поболее (либо 10 м/с и поболее при двойном поперечнике печатных цилиндров), добивается 50 м. В таких машинах появляются большие вибрационные нагрузки на все элементы привода.

Это просит особых мер для устранения схожих возмущающих воздействий, влияющих на качество приводки и самого процесса Электроприводы полиграфических машин печати. Одним из решений, ликвидирующих эти препядствия, является внедрение многодвигательных синхронизированных электроприводов отдельных узлов машины, что позволяет отрешиться от всех систем механических передач и связей меж ними. Такое решение может быть только с внедрением электроприводов переменного тока с преобразователем частоты и АД к.з.р., построенного по замкнутой многоконтурной системе Электроприводы полиграфических машин подчиненного регулирования с оборотными связями по скорости и углу поворота вала исполнительного механизма .

Внедрение в системах электроприводов высокоточных датчиков скорости и углов поворота и системы компьютерного управления машиной в целом обеспечивает:

Схожее решение исключает механическую связь отдельных узлов машины, возникновение резонансных колебаний и других отрицательных явлений, что значительно упрощает кинематическую схему машины, уменьшает общую массу, что, в свою очередь, понижает динамические нагрузки Электроприводы полиграфических машин приводов.

Не считая того, стоит отметить, что внедрение многодвигательного электропривода переменного тока понижает расходы на эксплуатацию машин (за счет исключения эксплуатационных расходов механических передач, редукторов и т.д.), увеличивается КПД привода и точность приводки при многокрасочной печати, при рубке и фальцовке.

В текущее время все ведущие мировые Электроприводы полиграфических машин компании, выпускающие полиграфическое оборудование, перебегают на электропривод переменного тока по системе «ПЧ — АД к.з.р.». Варианты технических решений зависят от требований, предъявляемых к электроприводу каждой технологической машиной. Многодвигательный электропривод в рулонных печатных машинах используют такие ведущие мировые конторы, как «Вифаг», АВВ (Швейцария), КВА, «МАН-Роланд», «МАН-Пламаг», ГОСС Электроприводы полиграфических машин и др.


elementi-interfejsa-graficheskogo-redaktora.html
elementi-izdatelskogo-dela.html
elementi-klassicheskoj-statistiki.html