日本太洋DT-2000橫向套色系統死機故障的分析及解決

陳北榮

我公司引進的中山松德SAY10820十色凹印機從2007年開始正式投產，一直用于生產“七匹狼”系列煙包產品。該設備每個印刷單元配備一個套色系統，分別控制橫向和縱向的套色精度。投入使用以后，我們發現與之配套的日本太洋DT-2000橫向套色系統陸續出現無規律死機現象，最開始出現死機的次數不多，每月大約1～2次，對印刷生產影響不大。但從2010年底開始，該橫向套色系統的死機頻率越來越高，至2011年下半年每月平均達10次左右，已經嚴重影響了印刷生產的連續性，造成廢品數量增多、紙張和油墨消耗增加、產品質量穩定性變差、操作人員工作壓力加大等問題。為此，筆者認真分析了日本太洋DT-2000橫向套色系統死機故障的特征及原因，并提出了解決思路及改造措施，供業內人士共享。

死機特征

通過對日本太洋DT-2000橫向套色系統故障的長期跟蹤調查和數據統計，筆者總結出了死機故障的3個特征。

1.無規律性

橫向套色系統死機故障的出現與時間、季節和氣候無關，有時出現在剛開機時，有時出現在長時間正常運行中；間隔時間或短或長；可能出現在10個印刷色組的任意一個，也可能在某些色組重復出現，表現出典型的無規律性。

2.顯示黑屏與套印失控

橫向套色系統死機時，印刷色組的套色液晶顯示屏會出現黑屏，同時該系統與設備控制系統和主控臺之間的通訊中斷，控制按鈕開關和主控臺的調整開關對印刷色組的橫向套色控制完全失效，無論按什么鍵都不能啟動套色液晶顯示屏，也無法實現對橫向套色的正常調整。此時，橫向套色完全失控，并向某一個方向跑動，導致橫向套色誤差較大，達不到產品質量要求，造成不必要的浪費。

3.關電重啟才能恢復

橫向套色系統死機后必須立刻停機并切斷電源，待重新送電、重啟后方可恢復正常生產。

死機原因分析及解決思路

經過與業內同行、套色系統供應商、高職院校教師和電氣技術專家交流討論后，大家一致認為日本太洋DT-2000橫向套色系統屬于典型的弱電控制系統，易受到凹印機及周邊電氣元件工作時的電磁波干擾。

當強電、弱電控制系統在同一臺設備或同一生產車間內共同作業時，會產生較強的電磁波，如果電磁波干擾未得到妥當處理，則會成為系統和設備正常工作的障礙。例如變頻器、烘箱溫度自動調節開關等以晶閘管為核心的部件或UV固化裝置的高頻振蕩電路，在工作時均會產生諧波干擾。技術人員在檢測時發現，設備控制器與日本太洋DT-2000橫向套色系統的觸控器之間確實存在干擾信號，這可能是導致橫向套色系統死機的真正原因。

針對橫向套色系統死機的原因，筆者提出了兩種解決思路，一種是從干擾源入手，減少電磁波干擾；另一種是增強該套色系統的抗電磁波干擾能力。在測試時，筆者發現干擾源存在不確定性，時有時無，時強時弱，很難徹底排查，即使查到干擾源，也無計可施，不可能讓設備停止工作。因此，第一種解決思路不易實現，于是筆者便從第二種解決思路入手，對橫向套色系統的抗干擾能力進行了改造。

改造措施

改造前，該橫向套色系統已經具備的抗干擾基礎為：①印刷單元的套色系統控制箱為金屬外殼，對內部電路的屏蔽效果良好，箱體用銅線與凹印機機架連接；②已對軟件進行升級，系統的抗干擾能力略有增強；③已把強弱電線槽分開，避免強電線路對弱電線路產生干擾。

為進一步增強橫向套色系統的抗干擾能力，必須從該系統的結構設計出發，對電源、信號傳輸線路、內部結構和系統軟件等部位采取綜合改造，才能達到較好的效果。經過認真分析，筆者按照以下措施對橫向套色系統進行了改造。

1.加強電源防護

電源是否穩定可靠對橫向套色系統的正常運行影響較大。電源受到的干擾主要來自感性負載的投入與切斷、電網的高次諧波等，可通過加裝濾波器的方法解決（如圖1所示），以消除電源受到的高頻干擾和共模干擾。濾波器使用電容來分流有害的高頻噪聲，使進入控制器的有害噪聲信號顯著降低或衰減，從而達到抗干擾的作用。

2.加強每個印刷單元套色系統控制箱的防護

改造前，每個套色系統控制箱與其他電氣部件合并接地，這種方式可能存在地線干擾。而通過將強地線與弱地線、數字地與模擬地等不同類型的電路單元單獨接地（如圖2a所示），可以避免相互干擾的電路共用地線。同時，在每個套色系統控制箱與印刷單元外殼之間加裝絕緣板（如圖2b所示），加強每個套色系統控制箱對電磁波的防護能力。

3.加強信號傳輸線路的防護

（1）升級通訊線和水晶頭

如圖3所示，將原本的通訊線更換為等級更高的工業通訊線，水晶頭更換為帶屏蔽功能的水晶頭。工業通訊線和帶屏蔽功能的水晶頭抗干擾能力更強，使得信號傳輸過程中的衰減更少。

（2）觸控器信號輸入端加裝電磁環

如圖4所示，在觸控器信號輸入端加裝電磁環，用增大磁阻的方式來抑制傳導干擾，以降低非正常電磁波對信號輸入端的影響。

4.改善各套色系統控制箱的工作環境

如圖5所示，橫向套色系統控制箱安裝于印刷單元的外殼，再被防護罩統一罩住，如果橫向套色系統控制箱或者印刷單元的外殼出現散熱不良，可能會導致套色系統出現工作故障，通過加裝散熱風扇對橫向套色系統控制箱進行散熱，可保證系統正常運行。

改造后效果

橫向套色系統的各項改造施工均符合規范要求，改造后的設備在長時間的運行和使用過程中，發生死機故障的頻率極低，一年內少于2～3次，僅為原來故障率的2%左右，扣除橫向套色系統自身工作穩定性的因素，可以認為橫向套色系統的死機故障已得到基本解決。

改造后的橫向套色系統保障了生產運行的連續性，降低了廢品率，提高了產品質量和生產效率。對改造前橫向套色系統死機故障造成的紙張和成品浪費進行簡單估算，改造后的設備每年可為企業減少十多萬元的經濟損失，同時還可減輕操作人員的工作壓力。

本次研究是對日本太洋DT-2000橫向套色系統原有結構設計缺陷采取改造措施，成本投入小，改造效果和經濟效益較明顯，存在同樣問題的同行可參考借鑒。