[发明专利]基于CPLD的高速印钞机离合压控制及反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于CPLD的高速印钞机离合压控制及反馈方法。

背景技术

目前印钞机的电气控制系统多采用基于PLC控制、现场总线从站的分布式控制系统。随着技术的进步，当印钞机提高到每小时一万大张以上的生产机速时对各色滚筒的离合压实时性要求很高。单张纸印刷的离合压控制方式如下：当纸张前沿进入到前规位置处时，此处的光电传感器获得一个光电信号，与印钞机的同步信号进行比较，若属于正常印刷则进入合压程序，离合压电磁阀等待经过PLC逻辑运算后的合压命令，当纸张运行到滚筒空挡某个位置处时，印钞机主轴发出同步信号，此时离合压电磁阀动作，从而驱动离合压执行机构动作使得滚筒合压；当输纸发生故障或停机时离合压电磁阀必需及时离压但又不能过早离压：既必需保证前面正常运行的纸张能正常保持合压状态印刷完，过早离压会造成产品尾部出现空白；又必需保证在最后一张产品印刷完之后能及时离压，否则，会由于两个滚筒之间没有纸张承印物，图文信息会印蹭到压印滚筒而影响下一次印刷的产品质量。不论是合压还是离压，也不论是几比几的滚筒结构，滚筒之间接触的位置只能在滚筒非图文部分的空挡处,如附图1所示的某种胶印机的滚筒结构示意图，如图2所示的某种凹印机的滚筒结构示意图。

由于印钞机速度很快，滚筒的空挡位置很小，所以离合压动作时机的精准性非常重要，一般来讲，合压动作往往是在印钞机低速下进行，实时性要求不高，而离压动作往往正常印刷时突然出现输纸故障造成，此时印钞机在高速运行状态，对离压动作的实时性要求非常高。然而由于PLC的刷新周期长，输入/输出响应速度慢；总线信号传输的延时、电磁阀动作延时、液压执行机构的滞后等因素，使得离合压实时性很差。可调整的控制量只有前规光电传感器位置、电子凸轮角度和印钞机同步信号，不幸的是前规光电传感器限于机械结构，可调整的位置量很少，转化为印钞机主轴角度仅仅5-10度，转化为时间量约合5-10ms,因此要调整到一个不偏不倚的合适位置是非常困难的。这些不精准的因素导致印钞机离合压控制时机的精准性非常困难，造成离合压迟滞或超前，出现压橡皮印刷过底或白票等废品。传统的解决方式是根据机器状况，在磨合期期间不断地调整前规光电传感器位置和印钞机同步角度信号，当机器经过长期的磨合稳定后，获得一个经验值的同步角度，由电气工程师设定到PLC内。这种方式并不能保证离合压问题的完全避免，当机器状态有变化或现场总线有干扰时问题还会偶尔发生。

要解决问题的根本性问题在于改变它的控制方式，利用微秒级的嵌入式系统如CPLD可编程逻辑器件，不经PLC刷新周期和现场总线传输，可以将信号的实时性提高到微秒级，并根据反馈结果分析误差产生的规律进行系统的误差补偿，以提高离合压动作的准确性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CPLD/FPGA的高速印钞机离合压控制及反馈方法，它具有控制离合压的实时性和精准性高、提高印刷效率的优点。

本发明是这样来实现的，本发明采用CPLD嵌入式系统数字电路，控制高速印钞机高速印刷时的离合压动作以及对机构执行的时效性进行反馈，从而接管和替换传统PLC和现场总线控制的离合压功能程序部分，能根据旋转编码器脉冲计算出瞬间印钞机速度，并根据离合压机构的延时平均值动态预测生成该次离合压同步信号角度；驱动离合压电磁阀动作，精确控制滚筒的离合压，大大提高其实时性以减少和杜绝传统控制方式的时效性不精准造成的离合压时间偏差问题带来的印刷废品。本发明原理是将实时性要求非常高的离合压控制交给更高实时性的CPLD电路处理，PLC只负责处理反馈结果。本发明适用于单张纸高速印钞机的离合压控制及反馈，能提高各色印版滚筒、压印滚筒、橡皮滚筒等滚筒的离合压的实时性和精准性，减少其离合压的超前、滞后现象，以减少印刷废品；本发明同时具有时效性统计计算功能，能够统计计算离合压执行机构的延时时间，对执行机构超时等故障进行反馈。