[發明專利]基于CPLD的高速印鈔機離合壓控制及反饋方法

有效

• 申請號: 201310003413.0
• 申請日: 2013-01-06
• 公開（公告）號: CN103135492A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 李勁;羅宗平;陳小成;陳剛;黃志斌;張旭剛;李青
• 申請（專利權）人: 中國印鈔造幣總公司;南昌印鈔有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種基于CPLD的高速印鈔機離合壓控制及反饋方法。

背景技術

目前印鈔機的電氣控制系統多采用基于PLC控制、現場總線從站的分布式控制系統。隨著技術的進步，當印鈔機提高到每小時一萬大張以上的生產機速時對各色滾筒的離合壓實時性要求很高。單張紙印刷的離合壓控制方式如下：當紙張前沿進入到前規位置處時，此處的光電傳感器獲得一個光電信號，與印鈔機的同步信號進行比較，若屬于正常印刷則進入合壓程序，離合壓電磁閥等待經過PLC邏輯運算后的合壓命令，當紙張運行到滾筒空擋某個位置處時，印鈔機主軸發出同步信號，此時離合壓電磁閥動作，從而驅動離合壓執行機構動作使得滾筒合壓；當輸紙發生故障或停機時離合壓電磁閥必需及時離壓但又不能過早離壓：既必需保證前面正常運行的紙張能正常保持合壓狀態印刷完，過早離壓會造成產品尾部出現空白；又必需保證在最后一張產品印刷完之后能及時離壓，否則，會由于兩個滾筒之間沒有紙張承印物，圖文信息會印蹭到壓印滾筒而影響下一次印刷的產品質量。不論是合壓還是離壓，也不論是幾比幾的滾筒結構，滾筒之間接觸的位置只能在滾筒非圖文部分的空擋處,如附圖1所示的某種膠印機的滾筒結構示意圖，如圖2所示的某種凹印機的滾筒結構示意圖。

由于印鈔機速度很快，滾筒的空擋位置很小，所以離合壓動作時機的精準性非常重要，一般來講，合壓動作往往是在印鈔機低速下進行，實時性要求不高，而離壓動作往往正常印刷時突然出現輸紙故障造成，此時印鈔機在高速運行狀態，對離壓動作的實時性要求非常高。然而由于PLC的刷新周期長，輸入/輸出響應速度慢；總線信號傳輸的延時、電磁閥動作延時、液壓執行機構的滯后等因素，使得離合壓實時性很差?？烧{整的控制量只有前規光電傳感器位置、電子凸輪角度和印鈔機同步信號，不幸的是前規光電傳感器限于機械結構，可調整的位置量很少，轉化為印鈔機主軸角度僅僅5-10度，轉化為時間量約合5-10ms,因此要調整到一個不偏不倚的合適位置是非常困難的。這些不精準的因素導致印鈔機離合壓控制時機的精準性非常困難，造成離合壓遲滯或超前，出現壓橡皮印刷過底或白票等廢品。傳統的解決方式是根據機器狀況，在磨合期期間不斷地調整前規光電傳感器位置和印鈔機同步角度信號，當機器經過長期的磨合穩定后，獲得一個經驗值的同步角度，由電氣工程師設定到PLC內。這種方式并不能保證離合壓問題的完全避免，當機器狀態有變化或現場總線有干擾時問題還會偶爾發生。

要解決問題的根本性問題在于改變它的控制方式，利用微秒級的嵌入式系統如CPLD可編程邏輯器件，不經PLC刷新周期和現場總線傳輸，可以將信號的實時性提高到微秒級，并根據反饋結果分析誤差產生的規律進行系統的誤差補償，以提高離合壓動作的準確性和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于CPLD/FPGA的高速印鈔機離合壓控制及反饋方法，它具有控制離合壓的實時性和精準性高、提高印刷效率的優點。

本發明是這樣來實現的，本發明采用CPLD嵌入式系統數字電路，控制高速印鈔機高速印刷時的離合壓動作以及對機構執行的時效性進行反饋，從而接管和替換傳統PLC和現場總線控制的離合壓功能程序部分，能根據旋轉編碼器脈沖計算出瞬間印鈔機速度，并根據離合壓機構的延時平均值動態預測生成該次離合壓同步信號角度；驅動離合壓電磁閥動作，精確控制滾筒的離合壓，大大提高其實時性以減少和杜絕傳統控制方式的時效性不精準造成的離合壓時間偏差問題帶來的印刷廢品。本發明原理是將實時性要求非常高的離合壓控制交給更高實時性的CPLD電路處理，PLC只負責處理反饋結果。本發明適用于單張紙高速印鈔機的離合壓控制及反饋，能提高各色印版滾筒、壓印滾筒、橡皮滾筒等滾筒的離合壓的實時性和精準性，減少其離合壓的超前、滯后現象，以減少印刷廢品；本發明同時具有時效性統計計算功能，能夠統計計算離合壓執行機構的延時時間，對執行機構超時等故障進行反饋。