第二节 J2108A型对开单色胶印机控制电路

　　J2108A型对开单色胶印机，是目前国内印刷厂使用较多的一种机型，很具有代表性，它具有工作性能稳定、高速高效等特点，最高时速达8000张/h，从给纸、湿润、匀墨到印刷和收纸等过程已全部实现了自动化。本节将选择J2108A型机作为典型，对其电气控制系统进行分析介绍。

一、主电路原理

　　图5－2所示为主电路，全机共有电动机8台，主电机M₁是一台滑差电机，配有ZLK－IS和ZLK－10型转差离合器自动调速控制装置，调速范围为1：10，转速为120-1200r/min（其原理参阅本书第二章第三节）。低速电机M₂（0.8kW,1400r/min）是配有行星摆线针轮减速器的三相异步电动机，可使印刷机获3.5r/min的转速。M₆、M₂为收纸气泵，给纸气泵电机无为3kW的三相鼠笼式异步电动机，M₄为主收纸台升降电机（0.6kW,1400r/min）；M₁为给纸台升降电机（0.8kW,1400r/min）；M₈为接纸手电机，采用微型电机（60W，1400r/min）。








图5－3 主、辅电机传动与制动简图



1－电磁调速异步电机（主电机） 2－皮带轮 3－低速电机M₂ 4－行星摆线针轮减速器 5－皮带轮



6－大皮带轮 7－三角皮带 8－电磁制动器YB 9－小皮带轮 10－电磁离合器YC 11－三角皮带

二、控制电路原理与操作

　　J2108A型胶印机控制电路主要由传动控制、印刷控制、纸张故障控制等部分组成。现分别介绍如下：



　　1．传动控制电路。传动控制电路如图5－4所示。







图5－4 J2108机电器原理图2



　　（1）报警电路。为了人员的安全，电路设有响铃报警装置，SB₇－SB₉为响铃报警按钮。当按下SB₇－SB₉中任何一个铵钮时，电铃HA可通电发声报警。同时当SB₁-SB₃总停按钮，SQ₁和SQ₂限位开关,KA₀₃输纸机安全杠继电器触点均闭合的情况下。继电器KA₁得电工作，其常开触点将控制电路接通，为接通点动慢车，运转控制电路作好准备。松开SB₇－SB₉任一个按钮后铃声立即停止。因KA₁仍保持得电吸合，其常闭触点断开（见图5－5），切断电磁制动器YB有线圈电路，使刹车松开，为启动控制作好准备。



　　（2）慢车控制电路。慢车是由低速电机M₂拖动的。机器以慢车方式运转，以便于印版装校、滚筒擦洗、滚筒试转、印刷压力调试等印刷准备工作的进行。



　　慢车控制电路中分点动和长车两种形式，慢车中的点动是通过操作按钮SB₁₃－SB₁₆和SB₁₇－SB₂₀实现的（见图5－4）。SB₁₃－SB₁₆控制正向点动。SB₁₇－SB₂₀是控制反向点动（倒车）。松开上述按钮开关，KM₂或KM₃失电，M₂即停止运转。







图5－5 J2108机电气原理图3



　　慢车中的长车，则通过操作按钮开关SB₁₁来实现。当按下SB₁₁继电器KA₂得电吸合并自锁，交流接触器KM₂获电吸合，于是M₂以3.5r/min速度运行，另外KA₂常开闭合还接通合压控制电源（见图5－6），为低速试印作好准备。同时KM₂常开闭合（见图5－5），接通电磁离合器YC线圈电路，使M₂与主机传动轴联接起来。图5－4中KM₁、KM₂、KM₃常闭触点均起电气互锁作用，使低速电机M₂和主电机M₁不能同时运转。







图5－6 J2108机电气原理图4



　　（3）运转控制电路。运转控制电路主要由按钮开关SB₂₁，接触器KM₂组成（见图5－4），接触器KM₁的主触头直接控制主电机M₁的运转。主电机M₁作为滑差电机的原动机，可通过转差离合器去拖动主机运转。



　　其控制原理是：当按下SB₂₁时，接触器KM₁获电吸合并自锁，使主电机M₁起动，运转指示灯HL₂亮。同时，KM₁常开触点闭合，接通转差离合器速度负反馈闭环控制系统EA₂电源，进行速度控制，交流接触器KM₁触点将产生以下作用：



　　①KM₁常开闭合，接通了KA₃电路的一处，为启动定速作好准备。



　　②KM₁常开闭合将印刷控制电路与电源接通（见图5－6），动为实现印刷控制作好准备。



　　③KM₁常开闭合将印刷控制电路与电源接通（见图5－6），动为实现印刷控制作好准备。



　　④KM₁常闭触点断开，切断M₂（低速电机）的控制电源，实现与慢车电气互锁。



　　当按下按钮SB₂₁时，SB₂₁的机械联锁常闭开关断开，切断继电器KA₃线圈电路，可实现机器在从定速向低速运转切换。



　　（4）定速控制电路。定速控制可在“运转”控制启动后和输纸处于正常状态时进行。此时按下SB₂₃后（见图5－4），KA₃得电吸合并自锁，转差离合器速度负反馈闭环控制系统EA₂中KA₃一对触点将发生切换，原常闭触点断开低给定电压电位器电路，其常开触点接通另一个已预先选定速度的高给定电压电位器电路，于是印刷机就按预选速度运行。



　　（5）停机与制动控制。按下停车按钮SB₁－SB₃中的任意一个或触压安全杠限位开关SQ₁、SQ₂中任一个或输纸器安全杠常闭触点断开，均可使继电器KA₁释放，其串入电路的常开触点断开（见图5－4），切断控制电源，此时，接触器KM₁失电，使主电机M₁停止运转。由于KA₁失电，其常闭触点闭合，制动离合器YB得电迅速制动（见图5－7）。







图5－7 J2180机电气原理图5



　　2．输纸控制电路。



　　（1）输纸。在5－7中，SB₀₃为输纸器开按钮，当SB₀₃按下后，继电器KA₀₁得电吸合并自锁，KA₀₁常开触点闭合，使输纸离合器YA₀₂得电吸合，于是输纸器开始运行。同时KA₀₁的另一常开闭合接通电磁铁YA₀₁线圈电路的一处，为给纸台自动升作好准备，同时，另一处KA₀₁常闭触点断开，可为实现接近开关SQ₀₅的同步控制作用准备条件。



　　当按下输纸停按钮SB₀₄、SB₀₅、SB₀₆中的任一个，都可以使输纸机停止运转。随后在前规处将造成空张故障实现停印、降速过程。



　　如果输纸安全杠开关SQ₀₆分断，也将出现输纸机停。



　　（2）输纸气泵控制。输纸气泵电机M₀₂控制电路如图5－7所示。在输纸前由开关SA₀₁可单独进行气泵控制。若要在输纸后启用气泵则要依靠按近开关SQ₀₅，以便控制在铜压脚压住纸堆时开泵，否则将吹乱纸堆。



　　如果在印刷过程中要通过SA₀₁关闭气泵，则输纸前规处会出现空张，也将发生一系列的相关动作而实现停印。



　　（3）输纸台的升降控制。输纸台升降控制电机为M₀₁。M₀₁正转时纸台上升；M₀₁反转时纸台下降（见图5－7）。



　　SQ₀₁是手动升降时的安全开关，当手摇柄插入M₀₁电机转轴时，使SQ₀₁分断，将电动升降控制电路的电源切断，防止手动与自动同时进行而出现事故。



　　限位开关SQ₀₇起控制纸台自动间歇上升作用。印刷过程中随着纸张的不断输送，给纸堆顶的高度会不断下降。通过压纸脚机构对纸堆高度进行检测，当纸堆下降到一定高度时，压纸脚杠杆将触压限位开关SQ₀₇，继电器KA₀₂通电吸合，使自动升电磁铁YA₀₁得电吸合，通过棘爪和棘轮及曲柄连杆装置推动链轮使纸台上升，纸台高后SQ₀₇复位，使上升停止。当纸堆高度继续出现下降时，这一过程可反复进行控制。



　　给纸台的升降也可由按钮开关SB₀₁、SB₀₂控制。当按下给纸台升按钮SB₀₁，接触器KM₀₁得电吸合，其常开闭合，使M₀₁正转，实现纸台上升。



　　按下给纸台降按钮SB₀₂时，其联锁常闭开关断开，使YA₀₁失电，其电磁铁释放时触压SQ₀₄接通，使KM₀₂得电吸合，使M₀₁反转，实现纸台下降。同时，因YA₀₁失电，使自动升机构失效。



　　图中限位开关SQ₀₂和SQ₀₃用于纸台上升过程中的限位保护。



　　3．印刷控制电路。印刷控制电路包括合压、计数、水、墨量控制等控制电路，如图5－6所示。



　　当按下合压按钮开关SB₃₀时，则由接近开关SQ₉控制压印与进纸同步。当输纸正常时，SQ₉接通，KA₆得电吸合，将产生以下结果：



　　（1）使KA₉通电吸合并自锁，其常开闭合，使合压电磁铁YA₄得电吸合，滚筒合压。合压指示灯HL₄亮。



　　（2）使继电器KA₇和KA₈同时得电吸合。上水磁铁YA₂和上墨电磁铁YA₃通电吸合，实现给水、给墨。此时，上水、上墨指示灯HL₅、HL₆亮。



　　（3）KA₉常开闭合，随着接近开关SQ₉周期性导通（每印刷一张则导通一次），使计数器PC周期性的吸合，对印张进行计数。SA₃为计数器PC的控制开关。



　　（4）KA₉常开闭合，接通前规纸张故障检测电路的一处（见图5－5），为检测纸张故障作准备。



　　（5）可进行水、墨量手动控制。当上水、上墨电路接通后，由于KA₇、KA₈常开触点闭合，使中间继电器KA₁₃得电吸合并自锁，KA₁₃两常闭触点断开。当按一下停水、停墨按钮SB₃₂、SB₃₄后，即可切断水墨自动开启电路。这样，即可使用给水按钮SB₃₁，停水按钮SB₃₂，给墨按钮SB₃₃，停墨按钮SB₃₄，随时进行水墨量手动控制。



　　4．纸张故障检测控制。



　　（1）前规纸故障检测控制。J2108A型机纸张故障检测，是采用触点式检测控制的。在前规定位板的底面装有5块弹簧片，在铺纸板上面相应位置装有5个金属触点，这些成对的簧片和触点通常称电牙，如图5－5所示，其中4对主要用来检测空张、歪张、晚到等故障用；另一对触点可用来检测超张故障。



　　正常印刷时，纸张将弹片与触点隔断，检测电路无信号输出。继电器KA₅处于失电状态。



　　当出现空张、歪张等纸张故障时，电牙接通。这时，当接近开关SQ₈（参阅JK36－05型接近开关电路）处于接通位置时，中间继电器KA₅得电吸合并自锁，KA₅吸合电路将产生如下结果：



　　①输纸电路中（见图5－7），KA₅常闭断开，继电器KA₀₁失电，其常开复位，使输纸离合器KA₀₂失电，输纸机停止工作。



　　②KA₅常闭断开，使印刷停止，即滚筒离压，计数停，焦水、停墨（见图5－8）。



　　③KA₅常开闭合，使进纸电磁铁YA₁吸合，停止进纸（见图5－4）。



　　④KA₅常闭分断，使KA₃失电，使印机由定速向低速运转切换（见图5－4）。



　　⑤KA₅常开闭合，使短暂接触的接近开关实现自锁。同时又与地接通，实现电牙短暂接触时的自锁。这两个自锁均可通过输纸按钮SB₀₃的起动而得到解除（见图5－5）。在前规轴上还装有另一对电牙，当纸张出现超张（早到）时，该电牙会接通，产生一系列与上述空张故障发生时相同的动作。



　　根据印张幅面大小（四开或对开），将电牙分为二组进行，可使用开关SA₂进行“大张”和“小张”的选择。外侧电牙用于大纸张检测，内侧电牙用于小纸张检测。



　　由于电路中没有离压按钮（见图5－6），需进行离压操作时，可按下“输纸停”按钮SB₀₆、SB₀₅、SB₀₄中任一或关断输纸气泵开关SA₀₁，利用电牙的空张检测作用使KA₅得电吸合，从而达到离压目的。



　　（20双张故障控制。当印刷过程中出现双张故障时，输纸机进纸辊上方检测双张的导纸滚轮等机构，使图5－7所示一对触点闭合，KA₀₄得电吸合，其常闭触点断开，切断输纸控制电路输纸机停止输纸，前规随即出现空张故障，故后面的控制过程和结果与空张故障完全相同。



　　5．收纸控制。



　　（1）收纸气泵控制。其控制电路如图5－4所示。收纸泵电机M₆是通过接触器KM₆控制的。SA₆和SA₇分别安装在主按钮板和收纸操作面板上并接成双联控制开关。



　　（2）主收纸台升降控制。主收纸台的升降是由电机M₄控制，M₄可由正、反转电路控制、以实现主收纸台的升降。



　　电动升降分别依靠按钮SB₄₁和SB₄₂实现。限位开关SQ₁₆和SQ₁₇起上、下终端限位保护作用（见图5－6）。SQ₁₁是作人工升降时起作用的保护开关，电机尾盖揭开时，SQ₁₁受触压而分断，SQ₁₁将电动升降电源切断，以保护手动操作时的安全。当插入手动摇柄时，可摇动手柄控制升降。与给纸装置中的自动升相呼应，收纸装置中的主收纸台有自动降的功能。印刷进行过程中，当纸堆顶面增高到一定程度时，纸堆侧垂面触压限位开关SQ₁₈，其常开触头闭合，接触器KM₅通电吸合，使纸台下降。随着纸堆台下降，SQ₁₃将脱离纸堆侧垂面的触压而复位，使KM₅释放，纸堆台即停止下降。这样，主收纸台便完成一次自动微量下降。当纸堆再次增高时，电路将重复进行上述动作。



　　（3）副收纸板进出控制。为便于在不停机的情况下交换纸台或加热晾纸架，在收纸装置中设置副收纸板。



　　机器的主收纸台与副收纸板是交替进行工作的。副收纸板的进出可通过对按钮SB₄₃和SB₄₁的操作来实现（见图5－6）。当需要使用副收纸板时，可按下“副板出”按钮SB₄₃。时间继电器KT₁和中间继电器KA₁₂同时得电吸合。KA₁₂的常开触点闭合使KM₅得电吸合，于是主收纸台下降，为副板出先行让位。同时KA₁₂另一常开接通接触器KM₈电路的一处，经过设定的延时时间KT₁的常开闭合。此后待接近开关SQ₁₅接通时，KM₈₇反转，副板便快速伸出。当副板到收纸位置时，凸轮将触压行程开关SQ₁₂，其常闭断开KA₁₂和KT₁电路电源。使KM₅失电，主台停降；KM₈失电使副收纸板移动停。同时SQ₁₂常开触点闭合接通KM₇线圈电路的一处，为副收纸板进行好准备。这时，由辐收纸板代替主收纸台进行收纸工作。在下降后的主收纸台上加放晾纸架后，按下“主台升”按钮SB₄₁接触器KM₄得电，主台开关SQ₁₄触压。SQ₁₄的常开触点闭合，使接触器KM₇得电，于是副收纸进出电机M₇转正，使KM₇失电，M₇停转，副收纸板退移停。其常闭触点闭合，为副收纸板再次移出作好准备。松开按钮SB₄₁，主台即停止上升。



　　电路中的接近开关SQ₁₅，主要是为了掌握好副板滑出时间，使之与收纸链咬牙的运动位置相协调。使副收纸板到位时，能正好托住第一张纸以防止撞纸现象的发生。



　　副板出控制电路中使用了常闭触点KA₁，是为了在停机的情况下，使副收纸板出控制仍然有效。因为此时SQ₁₅一般不通。



　　（4）开牙板与能耗制动控制。在收纸工作中，此机采用了接纸手自动调整装置，也称开牙板调节装置。当收纸牙排叼着印张运行到收纸台时，在开牙板作用下，叼纸牙开牙，使印张降落于收纸台上。机速不同，印张下落时具有的速度及惯性也不同。为保证印张叠落整齐，需对叼纸牙开牙时间进行调整。机速低时，印张运行速度慢，冲击力小，开牙时间应当晚些。可将开牙板调节到靠近前齐纸板的位置。当机速较高时，印张运行速度快，冲击力大，开牙时间应当晚些。可将开牙板调节到靠近前齐纸板的位置。当机速较高时，印张运行速度快，冲击力大，开牙时间就应早些，可调整开牙板使其远离前齐纸板。



　　开牙板位置的调节，是由电机M₈带动齿轮、丝杆及导母进行的，开牙板控制电路如图5－8所示。随着机速的变化，开牙板的位置也会相应移动。开牙板通常适用于两个位置，即“运转”位和“定速”位。其所处位置可由电机M₈驱动调整。



　　当按下“运转”按钮开关SB₂₁时，接触器KM₁得电吸合并自锁（见图5－4），主电机M₁以“运转”速度旋转。此时20号线得电，接触器KM₁₀通电吸合；电机M₈旋转。如图5－8所示，M₈通过齿轮、丝杆、导母等机件带动开牙板及支架向左移动，当碰块P₁触压SQ₁时，中间继电器KA₁₄得电吸合并自锁，其常闭触点（125与126）断开，接触器KM₁₀释放，M₈停止旋转。开牙板停止移动。此后,开牙便在此位置上对收纸咬牙进行开牙控制。







图5－8 开牙板控制电路图



　　当按下“定速”按钮SB₂₃时，继电器KA₃得电吸合并自锁，其常开（120与122）闭合。由于KA₁₄仍处于通电吸合状态。其常开触点（122与123）仍闭合，此时接触器KM₉得电吸合，电机M₈反转。在M₈及传动机构作用下，开牙板与支架向右移动。当碰块P₂触压行程开关SQ₁₉使其常闭触点断开（20与120），KA₁₄与KM₉同时释放，电机M₈停转，开牙板与支架停止移动。在此位置可使咬纸牙提前开牙。



　　为使开牙板到达预定位置立即停止，电机M₈采用了能耗制动控制。其控制电路如图5－8所示。在电机M₈运转时（无论正转或反转）接触器KM₉和KM₁₀得电吸合，其辅助常闭触点将断开，即128－129－130线路不通。交流电自131号线引出，经二极管VD₅₁整流，再经电阻R₅₁。向电容C₅₁和C₅₂充电。当切断电机M₈电源时，接触器KM₉和KM₁₀均释放，此时电容C₅₁和C₅₂便通过KM₉，KM₁₀常闭触点向M₈定子绕组放电，由于M₈定子的绕组中通入直流电而产生一方向恒定的磁场。电机M₈由于惯性继续转动时，转子中产生的感应电流与磁场相互作用，其产生的电磁转矩与M₈原转动方向相反，对电机M₈起制动作用，使电机M₈迅速停止转动。

[时间：2001-11-30  作者：杨皋　张长峰  来源：《印刷设备电路与控制》·第五章 常用机型典型电路分析]