DE10001094B4 - Method and device for optimal braking of printing machines - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bremsen von Druckmaschinen (DM) mit durch einen Räderzug verbundenen Druckwerken und mindestens einem Gleichstrom-Antriebsmotor (M), dessen Ankerstrom (IA) mit Hilfe eines Stromrichters geregelt wird, wobei das elektrische Bremsen mit konstantem Ankerstrom (IA) erfolgt, gekennzeichnet dadurch, dass ein vom Betrag des Ankerstroms (IA) des Antriebsmotors (M) während eines vorangehenden Druckbetriebes abhängiger Betrag eines Ankerbremsstromes (IB) als konstanter Sollwert einem Ankerstromregler (RA) des Stromrichters für die Dauer einer Bremsphase zugeführt wird.Method for braking printing presses (DM) with printing units connected by a gear train and at least one DC drive motor (M) whose armature current (I A ) is regulated by means of a power converter, wherein the electric braking takes place with a constant armature current (I A ), characterized in that one of the amount of the armature current (I A ) of the drive motor (M) during a preceding printing operation dependent amount of armature braking current (I B ) is supplied as a constant setpoint an armature current regulator (RA) of the power converter for the duration of a braking phase.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen von Druckmaschinen.The invention relates to a method for braking printing presses.

In Druckmaschinen werden in der Regel Gleichstrom-Nebenschluß-Antriebe mit netzgeführten Stromrichtern eingesetzt, die ein elektrisches Bremsen ermöglichen, indem der Antriebsmotor durch den Stromrichter als Generator geschaltet und der Ankerbremsstrom entsprechend dem programmierten Bremsregime geregelt wird.In printing presses DC shunt drives are generally used with line-commutated converters, which allow an electric braking by the drive motor switched by the power converter as a generator and the armature braking current is controlled according to the programmed braking regime.

Neben dem elektrischen Bremsen sind elektromechanische Bremsen vorgesehen, die entweder als zusätzliche Sicherungsmaßnahme dienen oder in einer zweiten Bremsphase zugeschaltet werden ( DE 195 04 069 A1 ).In addition to the electric brakes electromechanical brakes are provided, which either serve as additional security measure or are switched on in a second braking phase ( DE 195 04 069 A1 ).

Der Bremsvorgang erfolgt dabei entweder mit konstantem maximalen Bremsmoment, d. h. konstantem maximalen Ankerbremsstrom ( DE 44 13 047 C2 ), oder auf einer Drehzahlkennlinie mit variablem Bremsmoment ( DE 41 37 482 A1 ), wobei in Abhängigkeit von der gewählten Drehzahl-Zeit-Kennlinie auch hier Zeitabschnitte mit maximalem Bremsmoment auftreten.The braking process takes place either with a constant maximum braking torque, ie constant maximum armature braking current ( DE 44 13 047 C2 ), or on a speed characteristic with variable braking torque ( DE 41 37 482 A1 ), wherein, depending on the selected speed-time characteristic, time intervals with maximum braking torque also occur here.

Weiterhin ist aus der DE 42 14 707 A1 eine Steuerung zur Beeinflussung des Anfahrmomentes beim Wiederanfahren der Fortdruck-Drehzahl für einen Druckmaschinen-Antriebsmotor einer Bogenrotationsdruckmaschine bekannt, wobei zwischen einer Maschinensteuerung und einer Stromrichterregeleinrichtung für den Antriebsmotor eine Anfahrmomentsteuerung angeordnet ist, die einen den jeweils letzten Fortdruckstromwert speichernden Stromwertspeicher und eine ein über dem Fortdruckmoment und unter dem Motornenndrehmoment liegendes Anfahrmoment berechnende Recheneinheit aufweist.Furthermore, from the DE 42 14 707 A1 a control for influencing the starting torque when restarting the continuous printing speed for a printing press drive motor of a sheet-fed rotary printing machine, wherein between a machine control and a power converter control device for the drive motor, a starting torque control is arranged, the current value of each last current value storing current value memory and a on the Fortdruckmoment and under the engine nominal torque lying starting torque computing unit has.

Obwohl das maximale Bremsmoment nur bei maximalen Maschinendrehzahlen nmax wirklich benötigt wird, erfolgt das Abbremsen bisher aus jedem beliebigen Drehzahlbereich n < nmax heraus mit größtmöglichem Bremsmoment. Das insbesondere bei geringen Maschinendrehzahlen dadurch auftretende schlagartige Abbremsen erhöht jedoch den Verschleiß innerhalb des mit höchster Präzision gefertigten Antriebsräderzuges und wirkt sich negativ auf die weitere Druckqualität aus.Although the maximum braking torque is really only required for maximum engine speeds n max, the braking is so far from any speed range n <n max out with the greatest possible braking torque. However, the abrupt deceleration that occurs thereby, especially at low engine speeds, increases the wear within the drive wheel train manufactured with the highest precision and has a negative effect on the further print quality.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das elektrische Bremsen an Druckmaschinen derart zu verbessern, dass die Beanspruchung des Antriebsräderzuges beim Abbremsen so gering wie möglich gehalten wird.Object of the present invention is therefore to improve the electrical braking of printing machines such that the stress on the drive wheel train is kept as low as possible during braking.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1.This object is achieved by the characterizing features of method claim. 1

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Bremsmoment des Antriebsmotors auf die aktuelle Druckmaschinendrehzahl abgestimmt und das maximal eingesetzte Bremsmoment an die zulässige dynamische Beanspruchung des Antriebsräderzuges angepasst, so dass der Antriebsräderzug und die damit verbundenen Maschinenelemente geschont werden und eine hohe Druckqualität über lange Zeit gewährleistet wird.By the method according to the invention, the braking torque of the drive motor is adjusted to the current printing press speed and the maximum braking torque used adapted to the permissible dynamic load of the drive wheel, so that the drive wheel and the associated machine elements are spared and high quality printing over a long time is guaranteed.

In der vorliegenden Erfindung werden die für eine Bremsmomentregelung vorteilhaften regelungstechnischen Eigenschaften von fremderregten Gleichstrom-Nebenschluß-Motoren genutzt, bei denen zwischen Antriebs- bzw. Bremsmoment und Ankerstrom Proportionalität besteht.In the present invention, the advantageous for a braking torque control control characteristics of externally-excited DC shunt motors are used in which there is proportionality between drive or braking torque and armature current.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung erläutert.The invention will be explained with reference to an embodiment and a drawing.

In der Zeichnung ist ein Gleichstrom-Nebenschluß-Antriebsmotor M einer Druckmaschine DM dargestellt, der von einem netzgeführten Stromrichter in bekannter Weise geregelt wird. Der Stromrichter beinhaltet u. a. neben einem Leistungsteil LA zur Erzeugung des Ankerstroms und der Ankerspannung, einen Regler RA für den Ankerstrom und die Ankerspannung, dem neben der zentralen Maschinensteuerung MS die erfindungsgemäße Ankerbremsstrom-Sollwerteinrichtung AS, bestehend aus Berechnungseinrichtung RE, Sollwertspeicher SS und Sollwertgeber SG, zugeordnet ist. Der Ankerbremsstrom-Sollwerteinrichtung AS ist eine Überwachungseinrichtung ÜE für den Ankerstrom des Antriebsmotors vorgeordnet, die kontinuierlich den Ankerstrom IA des Antriebsmotors M erfasst. Dieser Wert wird vom Regler RA des Stromrichters zur Verfügung gestellt, anderenfalls wird der Ankerstrom IA über eine Hallsonde oder einen Shunt im Ankerstromkreis des Antriebsmotors M erfasst.In the drawing, a DC shunt drive motor M of a printing press DM is shown, which is controlled by a power converter in a known manner. The power converter includes, in addition to a power unit LA for generating the armature current and the armature voltage, a controller RA for the armature current and the armature voltage, in addition to the central machine control MS armature braking current setpoint AS according to the invention, consisting of calculation device RE, setpoint memory SS and setpoint generator SG, assigned. The armature braking current setpoint device AS is preceded by a monitoring device ÜE for the armature current of the drive motor, which continuously detects the armature current I A of the drive motor M. This value is provided by the regulator RA of the power converter, otherwise the armature current I A is detected via a Hall probe or a shunt in the armature circuit of the drive motor M.

Der kontinuierlich von der Überwachungseinrichtung ÜE für den Ankerstrom an die Berechnungseinrichtung RE der Ankerbremsstrom-Sollwerteinrichtung AS übermittelte Betrag des Ankerstroms IA wird dort gemäß der linearen Funktion |IB| = K·|A| (K = 1,1 ... 1,5) in einen der aktuellen Maschinendrehzahl entsprechenden Sollwert für den Ankerbremsstrom IB transformiert und in einem Sollwertspeicher SS abgelegt.The amount of the armature current I A continuously transmitted from the monitoring device UE for the armature current to the calculation device RE of the armature braking current setpoint device AS is there according to the linear function | I B | = K · | A | (K = 1.1 ... 1.5) transformed into one of the current engine speed corresponding setpoint for the armature braking current I B and stored in a setpoint memory SS.

Die Ankerbremsstrom-Sollwerteinrichtung AS und der Stromrichter sind der Maschinensteuerung MS zugeordnet.The armature braking current setpoint device AS and the power converter are assigned to the machine control MS.

Der Regler RA regelt die Ankerspannung so, dass der Antriebsmotor M eine vorgegebene Drehzahl nsoll lastunabhängig erreicht bzw. beibehält. Den Drehzahlsollwert nsoll erhält der Stromrichter von der Maschinensteuerung MS und den Drehzahl-Istwert nist des Antriebsmotors M von einem im Antriebsmotor integrierten Drehzahlgeber Gi. In bekannter Weise führt der Regler RA bei Vorgabe eines neuen Drehzahl-Sollwertes nsoll durch die Maschinensteuerung MS die Drehzahl des Gleichstrom-Antriebsmotors M entsprechend programmierter Zeitrampen nach.The regulator RA controls the armature voltage so that the drive motor M reaches or retains a predetermined speed n soll independently of the load. The speed setpoint n soll receives the power converter from the machine control MS and the actual speed value n is the drive motor M from an integrated in the drive motor speed sensor Gi. In a known manner, the controller RA performs the specification of a new speed setpoint n soll by the machine control MS, the speed of the DC drive motor M according to programmed time ramps.

Die Maschinensteuerung MS steht mit nicht dargestellten NOT-AUS-Tastern bzw. Maschinenschutz-Vorrichtungen in Wirkverbindung.The machine control MS is operatively connected to emergency stop buttons or machine protection devices (not shown).

Erfolgt nun über diese eine Störungsmeldung, veranlasst die Maschinensteuerung MS, dass der Stromrichter den Antriebsmotor M zum Bremsen als Generator schaltet. Das Vorzeichen des Ankerstroms IA kehrt sich dabei um. Gleichzeitig erhält der Sollwertgeber SG der Ankerbremsstrom-Sollwerteinrichtung AS von der Maschinensteuerung MS den Befehl, den letzten während des vorangegangenen Druckbetriebes im Sollwertspeicher SS abgelegten Sollwert für den Ankerbremsstrom IB an den Regler RA für die Dauer der Bremsphase zu übermitteln. Da das vom Antriebsmotor M aufgebrachte Antriebsmoment MA etwa dem durch die Druckmaschine DM verursachten drehzahlabhängigen Lastmoment ML entspricht und für Gleichstrom-Nebenschluß-Motoren M~IA gilt, wird die Druckmaschine DM also mit einem dem (2,1 ... 2,5) fachen Antriebsmoment MA entsprechenden Bremsmoment MB gebremst MB,Ges = MB + ML (1,1 ... 1,5) MA + MA = (2,1 ... 2,5) MA. If a fault message now occurs, the machine controller MS causes the power converter to switch the drive motor M for braking as a generator. The sign of the armature current I A is reversed. At the same time receives the setpoint generator SG of the armature braking current setpoint AS from the machine control MS command to transmit the last during the previous printing operation stored in the setpoint memory SS setpoint for the armature braking current I B to the controller RA for the duration of the braking phase. Since the driving torque M A applied by the drive motor M corresponds approximately to the speed-dependent load moment M L caused by the printing press DM and applies to DC shunt motors M ~ I A , the printing press DM thus becomes one with (2.1 , 5) multiple drive torque M A corresponding braking torque M B braked M B, Ges = M B + M L (1,1 ... 1,5) M A + M A = (2,1 ... 2,5) M A.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden einerseits geringe Bremszeiten erreicht und andererseits erfolgt der Bremsvorgang in für den Antriebsräderzug schonungsvoller Weise. Sollte durch die Ankerstromüberwachungseinrichtung ÜE während des Bremsens festgestellt werden, dass durch einen Fehler in der Regelungselektronik der Ankerbremsstrom IB vom vorgegebenen Sollwert wesentlich abweicht, d. h. entweder der Antriebsmotor M zu stark bestromt oder die beabsichtigte Bremswirkung nicht erzielt wird, schaltet die Maschinensteuerung MS den Stromrichter stromlos und die vorhandene (nicht dargestellte) elektromechanische Sicherheitsbremse zu, so dass die Druckmaschine DM im Störungsfall sicher zum Stillstand kommt.With the method according to the invention, on the one hand, low braking times are achieved and, on the other hand, the braking process is carried out in a manner that is gentle on the drive wheel train. Should be determined by the armature current monitoring device ÜE during braking that substantially deviates from the predetermined setpoint by an error in the control electronics of the armature braking current I B , ie either the drive motor M energized too strong or the intended braking effect is not achieved, the machine control unit MS switches the power converter de-energized and the existing (not shown) electromechanical safety brake, so that the printing machine DM comes safely to a standstill in case of failure.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • ASAS
    Ankerbremsstrom-SollwerteinrichtungAnchor braking current setpoint device
    DMDM
    Druckmaschinepress
    Ga G a
    Winkel-/Drehzahlgeber an der DruckmaschineAngle / speed sensor on the press
    Gi G i
    interner Drehzahlgeber im Antriebsmotorinternal speed sensor in the drive motor
    IA I A
    Ankerstrom, Anker-AntriebsstromArmature current, armature drive current
    IB I B
    Anker-BremsstromAnchor braking current
    IBmax I bmax
    durch Maschinenkonfiguration vorgegebener maximaler AnkerbremsstromMaximum armature braking current given by machine configuration
    MM
    Antriebsmotor, DrehmomentDrive motor, torque
    MA M A
    Antriebsmoment des AntriebsmotorsDrive torque of the drive motor
    ML M L
    Lastmoment der DruckmaschineLoad moment of the printing machine
    MB M B
    Bremsmoment des AntriebsmotorsBraking torque of the drive motor
    MB,ges M B, sat
    Gesamt-Bremsmoment von Druckmaschine und AntriebsmotorTotal braking torque of printing press and drive motor
    MSMS
    Maschinensteuerungmachine control
    nist n is
    Ist-Drehzahl der DruckmaschineActual speed of the printing machine
    nsoll n should
    Soll-Drehzahl der DruckmaschineTarget speed of the printing press
    RARA
    Regler für Ankerstrom und AnkerspannungController for armature current and armature voltage
    RERE
    Berechnungseinrichtung innerhalb der ASCalculation device within the AS
    SGSG
    Sollwertgeber innerhalb der ASSetpoint generator within the AS
    SSSS
    Sollwertspeicher innerhalb der ASSetpoint memory within the AS
    ÜEUE
    Überwachungseinrichtung für den Ankerstrom des AntriebsmotorsMonitoring device for the armature current of the drive motor

Claims (4)

Verfahren zum Bremsen von Druckmaschinen (DM) mit durch einen Räderzug verbundenen Druckwerken und mindestens einem Gleichstrom-Antriebsmotor (M), dessen Ankerstrom (IA) mit Hilfe eines Stromrichters geregelt wird, wobei das elektrische Bremsen mit konstantem Ankerstrom (IA) erfolgt, gekennzeichnet dadurch, dass ein vom Betrag des Ankerstroms (IA) des Antriebsmotors (M) während eines vorangehenden Druckbetriebes abhängiger Betrag eines Ankerbremsstromes (IB) als konstanter Sollwert einem Ankerstromregler (RA) des Stromrichters für die Dauer einer Bremsphase zugeführt wird.Method for braking printing presses (DM) with printing units connected by a gear train and at least one DC drive motor (M) whose armature current (I A ) is regulated by means of a power converter, wherein the electric braking takes place with a constant armature current (I A ), characterized in that one of the amount of the armature current (I A ) of the drive motor (M) during a preceding printing operation dependent amount of armature braking current (I B ) is supplied as a constant setpoint an armature current regulator (RA) of the power converter for the duration of a braking phase. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Ankerbremsstrom (IB) nach einer linearen Funktion aus dem Ankerstrom (IA) während des vorhergehenden Druckbetriebes berechnet wird.A method according to claim 1, characterized in that the setpoint value for the armature braking current (I B ) is calculated according to a linear function of the armature current (I A ) during the previous printing operation. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Ankerbremsstrom (IB) das 1,1 bis 1,5fache des Ankerstromes (IA) während des vorhergehenden Druckbetriebes beträgt und durch einen der Maschinenkonfiguration entsprechenden Maximalwert (IB,max) begrenzt ist. A method according to claim 2, characterized in that the target value for the armature braking current (I B ) is 1.1 to 1.5 times the armature current (I A ) during the previous printing operation and by one of the machine configuration corresponding maximum value (I B, max ) is limited. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert (IBmax) aus folgenden Maschinenparametern ermittelt wird: a) Maximales zulässiges Bremsmoment, welches durch ein Antriebsritzel ohne signifikanten Verschleiß übertragen werden kann, b) Maximaler technisch zulässiger Ankerbremsstrom (IB), festgelegt durch die Motornennleistung und/oder die Auslegung des Stromrichters.A method according to claim 3, characterized in that the maximum value (I Bmax ) is determined from the following machine parameters : a) maximum permissible braking torque, which can be transmitted by a drive pinion without significant wear, b) maximum technically permissible armature brake current (I B ), fixed by the rated motor power and / or the design of the power converter.
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Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: KOENIG & BAUER AKTIENGESELLSCHAFT, 97080 WUERZB, DE

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