PLC在印刷機中的應用

當今社會，能源和成本會關系到一個企業的生存和發展，怎樣節約能源？怎樣降低成本？是每個企業關心和重視的問題。筆者在中山聯合膠袋廠工作的時候，通過PLC在膠版印刷機中的應用，為企業節省了能源，節約了成本，現將改善心得寫出來，望能對大家有一定啟發。

一、問題的提出

筆者在中山聯合膠袋廠任膠版印刷部維修班長期間，發現車間里有兩臺機械廠生產的用油壓推動上下板的膠版印刷機油管接頭處和油缸的活塞位密封圈經常在短時間內老化，油泵每年要更換一次，與此種功能相同的膠版印刷機相比，雖然它操作方便，生產質量穩定，但是卻比其他膠版印刷機故障率增多，維修費用也偏高，而且還一直多用一個1.5kW的油泵馬達在消耗電能，這樣嚴重地影響了這臺機器的性價比及生產效率，難以滿足現代化機器的要求。

二、問題分析

筆者與其他公司同類膠印部維修員聯系，反饋的信息與我廠情況類似，向廠商反饋，他們卻回答說：“我司現已停止生產這類型印刷機，如果要配件，可以提供購買。”于是筆者考慮自己想辦法對此種情況進行改善。筆者翻閱了許多關于液壓系統的書籍，也聽取了很多同行的意見。后來確定是油壓系統中溫度過高惹的禍。溫度過高導致塑料密封圈過早老化，那么油泵呢？同樣也是油溫過高導致油泵溫度再升高所致。液壓系統中，油的循環靠的是油泵的推動，油溫大部分就是油泵與油磨擦做功產生的，由于油泵在老式機中一直不間斷的工作，而油在短途循環中又未能來得及冷卻，使得油溫越來越高，從而使油泵工作的溫度也越來越高，在高溫下工作就大大降低了它的使用壽命。為了證實這一分析是否正確，筆者將此臺機的油溫用溫度表進行測量，再用同樣溫度表對我公司一臺啤機的液壓系統中的油溫進行比較，果真高出幾十度，印刷機液壓系統油溫已達到七八拾度，觀察油泵工作時油泵的表面已微微冒出白煙，容易損壞是顯而易見的。

三、降低油溫方法

在這個油壓系統中，要降低油溫，常規的也只有兩種方法：第一，將油引到一個冷卻裝置中進行冷卻。第二，將油泵改成變頻或間歇工作。第一種方法筆者和其他幾個相關領導協商了一下不可用，因為應當時條件要去買冷卻器還要接水管，做好后又要留一個位置進行擺放不可取。第二種方法因維修部有一臺FX2N-16RM的PLC，我們知道PLC控制有很強的可靠性和穩定性，而且編程起來簡單，可以對油泵進行間歇控制。為了證實油泵間歇工作對整機生產無影響，我們先分析一下，油泵系統在整機生產的作用。這個液壓系統在整機中的功能如圖1所示，改裝前電器原理圖如圖2所示。

電機驅動油泵，油泵驅動液壓油在電磁閥CT上或CT下的控制下使油缸驅動印轆上下動作，整臺印刷機對油泵的要求是：可上、可下，在上位置或在下位置要保持穩定。我們的目的是要電機間隙工作，在上或下的過程中，油泵肯定要運轉去推動，在上或下的穩態中油泵可否要運轉？為了證實當機器工作在穩態時油泵可以不運轉，我人為去將油泵停止工作，并在油缸的兩個油管中各裝了一個壓力表。由表數顯示，當電機停轉30分鐘內，不管印轆在上方或在下方，表數不變，之后很緩慢的降低，到1.5小時，開機師傅反映有不穩定現象，壓力表在5公斤位置有點微微擺動。這說明只要油泵在穩態中停止工作不超過1.5小時，主機印轆可以保持穩定，可滿足機器生產要求。由此可見，我們設想的油泵間隙工作降低油溫可以實現。

四、對改造后電路的要求

由上列分析和實驗現象顯示，用PLC來改造原先電路，在既不影響機器性能又能提高效率和節能的電路要求如下—主機啟動電路控制輸出的KM1和油壓電路控制輸出KT下板時，行墨電路電機控制輸出的KM3停止，當上板電路控制輸出的KT上動作時，行墨電機控制輸出的KM3必須啟動。主機啟動時，行墨必須停止。油泵電機電路的控制輸出KM4每上一次或下一次只能工作一分鐘停止，如果動作，間隔一個小時零二十分鐘再啟動一次。如果上下動作一次，控制油泵工作時間T0立即復位又要從零開始計時工作1分鐘又停止。

五、用現有的PLC對整機電路進行改造

1.I/0分配表

輸入信號輸出信號

X0主機啟動Y0KM1

X1主機 停止Y1KM2

X2風機啟動Y2KM3

X3風機停止Y3KM4

X4上板行墨Y4CT上

X5下板不行墨Y5CT下

X6停止油泵和行墨Y6主機啟啟動燈

X7主機點動Y7主機停止燈

2.PLC接線圖

3.PLC梯形圖

六、總結和體會

對某機械廠生產的油壓上下板的膠版印刷機電路用PLC進行改造后，經過一段時間考察，油溫幾乎降為室溫，接頭處密封圈換一次后，幾乎幾年內不需要更換，油泵也是幾年來從沒壞過，尤其是將原先1.5KW馬達長期工作改成間隙工作后，節能98.7%以上，將此臺機一天工作22小時，一年工作360天，一度電作0.8元計算，再加油泵無需更換，改后一臺機一年可為企業節約一萬一千元左右。長期工作下去，數目更是可觀。這不僅僅是節能、節約了成本，另外機器不壞，使生產順暢提高了生產效率，使公司贏得了生產時間。

通過對印刷機電路的改造革新，筆者的深刻體會是：

對于任何機器設備，只要我們善于觀察和思考，把工藝生產過程要求、品質要求、自動控制等都納入思考范圍，從提高生產效率、節約成本的角度去分析，是可以找到入手點，為公司帶來效益的。

社會在進步，科學在發展，設備在更新，我們要不斷地更新所學知識，提高技能。

創新是社會根源，創新是永恒主題，技術的創新是永無止境的。技術的創新能達到效益，能改變人的一生，尤其是我們這些技術人員隨著工齡的增加，學習知識的不斷更新，要多運用自己專業知識，多創造一些價值服務于社會！

（作者單位：廣東省技師學院）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文