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摘要：隨著科技的進步和自動化技術的發展，機器制造業發生了很大的變革，更多的自動化系統融入到了傳統的機械設備中，從而使機器結構變得更加緊湊合簡練，設備的自動化和智能化水平也得到了提高。根據工藝需求，以貝加萊PP500平板式控制器為核心，設計、研發了折頁機自動化控制系統，本文概述了折頁機的設備與工藝，簡介了貝加萊PP500平板控制器的性能，著重討論了基于PP500的折頁機控制系統。生產實踐表明，該控制器系統功能強大、可靠性高，完全能夠滿足設計要求。

關鍵詞：貝加萊PP500平板控制器；折頁機；工作原理；自動化控制系統

中圖分類號：TP273  文獻標識碼：B

0引言

一直以來，工業控制PC在工業自動化控制方面發揮著巨大作用，為各種各樣的自動化控制設備提供了廣泛、可靠的控制應用，適合當前自動化工業企業的需求。奧地利貝加萊公司（B&R）作為世界知名自動化控制系統生產廠商，推出了將控制、HMI和驅動技術整合到一起的平板工業電腦，為用戶提供了一體化解決方案。MBO作為世界知名折頁機生產廠商，其新型折頁機對電氣控制系統及部分結構進行了全面升級，采用模塊化設計加貝加萊工業PC控制，使得設備操作更加簡單方便，更數字化、智能化。

1折頁機的設備與工藝概述

折頁機是印刷裝訂的重要設備，從上個世紀五十年代發展至今，經歷了一個漫長的發展過程。近幾年來，隨著印刷、電子、計算機等相關技術的高速發展和印刷裝訂行業日新月異的折頁工藝和功能需求，折頁機產品無論從品種、規格、功能還是技術性能、制造水平都得到了很大的發展和提高，實現了量與質的飛躍。

1.1折頁機機械設備

折頁機通常由給紙部、輸紙定位平臺、平行折頁部、橫折部、三折部、收集部等幾大部分組成，如圖一所示。

圖1折頁機構造示意圖

1.2折頁機的工作原理

1.2.1柵欄式折頁

柵欄式折頁的原理如圖2所示。

圖2：柵欄式折頁的原理

要進行柵欄式折頁時，需要有3根折頁輥和1個柵欄板。

（1）該折頁輥(1)和(3)將紙張(2)傳送到柵欄板(6)，一直到擋紙塊(7)處。

在進一步通過折頁輥(1)和(3)的傳輸過程中，紙張在柵欄腔(5)中凸起。

（3）紙張(2)的凸起處被折頁輥(3)和(4)叼住，在紙張通過縫隙時進行折頁。

1.2.2刀式折頁原理：

刀式折頁的原理如圖3所示。

圖3：刀式折頁的原理

要進行刀式折頁，需要有2根以相反方向旋轉的折頁輥和一把可以垂直移動的折頁刀。

紙張(1)被傳送經過折頁刀(6)的下方直到擋紙塊(4)處，由側向擋紙塊(5)對齊。

在折頁刀開始動作后，折頁刀將紙張(1)向折頁輥（2）和（3）的方向傳送。

紙張（1）由折頁輥（2）和（3）叼住，在經過輥間間隙時完成折頁。

2貝加萊PP500平板控制器的性能

PowerPanel500平板式控制器的外觀如圖4所示。

圖4 PowerPanel500平板式控制器外觀

PowerPanel500平板式控制器，集控制、HMI和驅動技術于一體，由IntelAtom架構驅動，具備處理復雜程序的能力。

主要參數特征如下：

英特爾AtomZ510，Z520或Z530處理器，操作系統可選配Windows7、WindowsEmbedded、AutomationRuntime、Linux

高達2GB的SDRAM

5.7-15英寸的顯示屏配備VGA或XGA接口

2-3個USB接口

1個RS232接口

1個以太網（10/100/1000M/S）接口

1個閃存卡接口

可選配擴展接口：POWERLINK、CAN、X2X、GigabitEthernet、HDASound

3基于PP500的折頁機控制系統

3.1控制系統的構成

折頁機控制系統的結構如圖5所示。

圖5 折頁機控制系統結構圖

（1）真空吸紙輪、給紙部、平行折頁部、橫折部、三折部，分別采用施耐德變頻驅動電機，采用

CAN總線控制方式，各變頻器通過貝加萊CAN通訊模塊與PP500進行通訊，確保同步運行，并可以實時將變頻器狀態傳送至PP500，方便故障診斷。

（2）折紙柵欄檔塊調整及折紙輥間隙機構采用帶CAN通訊的直流電機控制，通過CAN總線與

PP500連接，可以按照產品參數信息將柵欄檔塊尺寸及折紙輥間隙自動調整到位。

（3）I/O模塊通過POWERLINK總線方式同PP500連接，配備了CAN總線模塊、X2X模塊通訊模

塊，及DI、DO模塊，用來處理各傳感器及開關的輸入信號，繼電器、電磁閥輸出控制信號，模擬量輸出信號等。

（4）各部套按鈕控制面板通過X2X方式同PP500連接，減少了接線數量，安裝簡單方便。

（5）配備了Ethernet路由器，連接外網后可實現遠程診斷，方便設備故障維修及維護。

3.2.控制系統的特點

該控制器具備以下特點：

（1）人機交互采用觸摸屏，以純文本及圖片顯示故障類型及發生故障的位置。

（2）提供標準USB接口，方便產品數據存儲。

（3）產品參數可保存，再次生產時直接提取即可，調整部件馬達自動移動到位。

（4）各部驅動采用獨立馬達同步控制，結構緊湊、調整方便。

（5）自動調整紙張間隙、進紙和折頁的速度。

（6）機電式雙張檢測器。

（7）紙張監控（檢測長度，到位檢測等，對紙張通過全機的過程進行跟蹤，有效的預防堵紙、卡紙）。

（8）具備遠程診斷和維修服務功能。

4結論

以貝加萊PP500平板式控制器為核心，設計、研發了折頁機自動化控制系統。通過生產實踐，表明了該控制系統功能強大，可靠性高。更換產品的時間較之前縮短了三分之一以上；同時由于飛達送紙系統采用獨立驅動模式，可根據不同的紙張工藝來調節紙張間距，也提高了設備的生產效率；設備的操作也更簡單、更方便、更智能。

貝加萊控制系統在折頁機上的應用，大大提高了機器的自動化和智能化水平。

參考文獻

[1]貝加萊工業自動化有限公司.PowerPanel500user'smanualV1.40[Z].2015.

[2]MBOBinderGmbh&Co.KG.M60-80-K型折頁機電氣原理圖[Z].2014.

[3]WolfgangMatzner.MBO折頁機操作手冊[Z].2013.

作者簡介

任永輝（1980-），男，工程師，大學本科，現就職于天津長榮科技集團股份有限公司，從事機械設備的電氣控制系統設計和調試工作。主要研究方向是自動化控制。

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創新驅動型自動化企業，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠自動化業務單元。作為全球工業自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產業客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業物聯網通信標準如OPCUA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的AutomationStudio軟件開發環境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續的創新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業自動化領域前沿技術與方案。

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