DE3717904C2 - - Google Patents
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- B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
- B41F33/0009—Central control units
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des
Druckprozesses an Offsetdruckmaschinen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Beim Offset-Druck bestimmen im wesentlichen die Größen: Farb
fluß, Wasserfluß und Papierstrom die Qualität des
Druckergebnisses. Darüber hinaus sind Einflußgrößen
vorhanden, wie beispielsweise Temperatur,
Papierqualität, Wasserzusammensetzung (Alkoholgehalt) usw.
Untersucht man den Offset-Druckprozeß auf seine
qualitätseinwirkenden Einflußgrößen mit dem Ziel einer
Regelung, so erkennt man, daß die Prozeßanalyse zu einer
sogenannten Mehrgrößenregelung führt, d. h. daß die einzelnen
Regelstrecken nicht voneinander unabhängig sind, sondern sich
gegenseitig beeinflussen. Es sind somit mehrere Verknüpfte Regelgrößen
vorhanden, die für eine bestimmte, angestrebte Druckqualität
auf ihre Sollwerte einzustellen sind. Dieses bedingt mehrere
Regelkreise mit den dazugehörigen Meßfühlern und
Stellgliedern. Aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeit der
einzelnen Regelstrecken kann sich eine Änderung einer
Stellgröße in einem der Regelkreise durchaus auch für die
Regelgröße eines oder mehrerer der anderen Regelkreise
auswirken.
Die Veränderung einer Größe hat auch Auswirkungen auf andere Größen, und
bei einem Eingriff in den Prozeß ist gegebenenfalls die Nachstellung
verschiedener, den Druckprozeß beeinflussender Größen notwendig.
Die aufgezeigte Mehrgrößenregelung ist mathematisch schwer
erfaßbar und es liegen komplizierte Gleichungssysteme vor,
die für eine automatische Druckprozeßführung große
Rechenkapazitäten und eine aufwendige Software für eine
computerunterstützte Prozeßführung erfordern. Abgesehen von
dieser Komplexität, ist die Mehrgrößenregelung hinsichtlich
ihrer Stabilität sehr anfällig.
Es ist vorgeschlagen worden, eine Qualitätskontrolle mit
Hilfe eines Densitometers innerhalb der Maschine vorzunehmen,
so daß der Druckprozeßablauf von der Messung unbeeinträchtigt bleibt.
Wegen der hohen Druckgeschwindigkeit kann der Test jedoch nicht mittels
nur eines die Meßfelder abtastenden Sensors des Densitometers
an ein und demselben sondern sukzessiv über mehrere Bögen
verteilt vorgenommen werden. Hierdurch verliert das
Meßergebnis jedoch an Aussagekraft. Der Einsatz mehrerer,
gleichzeitig messender Sensoren ist wegen der immer
vorhandenen, unterschiedlichen Charakteristik der einzelnen
Sensoren problematisch.
Unabhängig davon, ob eine Off-Line-Messung oder eine
On-Line-Messung (Messung innerhalb der Maschine) vorgenommen
wird, muß die den Druckprozeß beaufsichtigende Bedienperson
durch Prozeßeingriff die notwendigen Korrekturen vornehmen.
Die Bedienperson muß also ständig präsent sein.
Aus der Polygraph, 7/1975, Seiten 457 bis 459, ist es
bekannt, eine Mehrfachregelung dadurch zu vereinfachen, daß
man die Prozeßgrößen durch entkoppelte Teilregelkreise
unabhängig voneinander regelt. Voraussetzung ist jedoch, daß
die Beeinflussung der Prozeßgrößen nicht wechselseitig ist,
sondern nur in einer Richtung verläuft.
Aus Papier und Kunststoff-Verarbeiter, 3/1987, Seiten 12 und
14, ist es bekannt, bei industriellen Prozessen
rechnergesteuerte Regelungen einzusetzen.
Aus Fraunberger: Regelungstechnik, Verlag B.G. Teubner,
Stuttgart, 1967, Seiten 219 bis 237, ist die Vermaschung von
Regelkreisen über Haupt- und Hilfsregler bekannt.
Aus Druck Print 2/1974 Seiten 67 bis 69,72, ist es bekannt,
die den Druckprozeß beeinflussenden Größen in Form von
Standartbedingungen festzulegen, wobei diese durch
wechselweises Anpassen einer und Konstanthalten der übrigen
Größen schrittweise optimiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Regelung des Druckprozesses an Offset-Bogendruckmaschinen
zu schaffen, das einen einfachen, kostengünstigen Weg zur Durchführung
der Regelung ohne eine ständige Überwachung des Druckes durch
eine Bedienperson gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der
eingangs genannten Art gelöst, das aus den
gekennzeichneten Verfahrensschritten besteht.
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Erfindungsgemäß werden somit die Störgrößen des
Hauptregelkreises konstant gehalten, so daß der
Hauptregelkreis nicht auf ständige Änderungen zu reagieren
braucht. Die wertmäßige Festlegung der einzelnen, den Druckprozeß
beeinflussenden Größen ist lediglich einmal manuell oder
maschinell vorzunehmen. Im nachfolgenden Prozeßablauf dienen
diese Größen als Vorgaben. Eine der den Druckprozeß
beeinflussenden Größen wird als Regelgröße des
Hauptregelkreises ausgewählt. Insbesondere ist hierfür -
aufgrund ihrer Dominanz beim Druckprozeß - die Auswahl der
Farbdichte angezeigt. Alle übrigen Größen gehören
entsprechend aufgebauten Hilfsregelkreisen an, die
untereinander weitestgehend zu entkoppeln sind. Eine
Entkopplung der Hilfsregelkreise für die einzelnen Störgrößen
erfordert zumindest eine optimale Abstimmung ihrer Sollgrößen
aufeinander, wobei unter optimaler Abstimmung hier der
Zustand verstanden werden soll, der bei einer begrenzten
Änderung des Stellwertes für eine zu regelnde
Entkopplungs-Störgröße keine oder nur eine möglichst sehr
geringe Änderung einer anderen Regelgröße nach sich zieht.
Als Stellgröße des Hauptregelkreises wird vorzugsweise die
Farbmenge gewählt. Erfindungsgemäß ist es jedoch aber auch
möglich, beispielsweise die Schichtdicke des Feuchtfilmes als
Regelgröße des Hauptregelkreises zu bestimmen, wobei als
Stellgröße dann die Wassermenge benutzt werden könnte.
Entscheidend ist, daß die Regelgröße des Hauptregelkreises
eine im Druckprozeß dominierende Größe ist.
Erfindungsgemäß wird ein Zustand aufgesucht, bei dem der
Kopplungsgrad der einzelnen Regelkreise untereinander
möglichst gering ist, d. h. ihre gegenseitige Beeinflussung
ist sehr schwach. Ist dieser Zustand einmal hergestellt, so
kann man so lange auf die überwachende, komplizierte
Farbdichtemessung verzichten, wie der Prozeß stabil bleibt.
In diesem Zustand sind praktisch nur noch die
Störgrößen-Hilfsregelkreise in Betrieb. Dabei ist eine
Stellgrößen-Änderungsüberwachung der Hilfsregelkreise
vorgesehen. Es kann die Anordnung so getroffen sein, daß die
Vornahme einer erneuten Einstellung und Abstimmung der den
Prozeß beeinflussenden Größen nur dann stattfindet, wenn
mindestens eine Stellgrößen-Änderung eines Hilfsregelkreises
einen zulässigen Toleranzrahmen verläßt oder eine Änderung
innerhalb einer bestimmten Regelabweichung erfolgt. Eine
Sichtbarmachung der Regelgrößen der Hilfsregelkreise
(Störgrößen) als solche würde hier nicht zum Ziel führen, da
diese ja auf Konstanz geregelt werden. Überwacht man hingegen
die Stellgrößen dieser Hilfsregelkreise, so erkennt man die
Anbahnung einer Prozeßinstabilität, wenn hier starke
Änderungen einsetzen. Ferner kann man unter der
Voraussetzung, daß gewisse Regelabweichungen zugelassen
werden, aus deren Änderungen Rückschlüsse auf die Prozeßsta
bilität ziehen. Treten derartige Änderungen auf, so haben
sich offenbar nicht erfaßbare Randbedingungen geändert.
Stellt man eine derartige Tendenz einer entsprechenden
Regelgröße oder eine starke Änderung einer Stellgröße eines
Hilfsregelkreises fest, so wird der Hauptregelkreis
(Farbdichte-Regelkreis) wieder aktiviert und eventuell ein
veränderter, neuer, optimaler Gleichgewichtszustand
hergestellt. Dieses erfolgt, indem die Einstellung der den
Druckprozeß beeinflussenden Größen überprüft wird. Die gege
benenfalls neu aufgefundenen Sollwerte der Störgrößen werden
für die weitere Druckprozeßführung den Hilfsregelkreisen
vorgegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren braucht eine
Probebogen-Entnahme zur Kontrolle des Druckergebnisses, z. B.
durch die Densitometer-Messung nur dann vorgenommen zu
werden, wenn eine toleranzüberschreitende
Stellgrößen-Änderung oder eine Regelabweichungsänderung
auftritt. Es ist davon auszugehen, daß derartige Änderungen
nur sehr selten erfolgen, denn die Maschinenkomponenten, wie
Farbwerk, Feuchtwerk, Kraftübertragung, Bogentransfer usw.,
sind bei solidem Aufbau so konzipiert, daß das statische und
dynamische Verhalten jederzeit reproduzierbar ist. Es handelt
sich daher um systemimmanente Komponenten, deren
Eigenschaften, einmal festgestellt, die Optimierung
hinsichtlich der Vorgabe der Sollgrößen für die Hilfsregel
kreise gestattet. Mithin ist für die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens nur noch in seltenen Fällen der
Eingriff einer Bedienperson notwendig.
Es ist nicht erforderlich, daß die jeweiligen Störgrößen als
Regelgrößen selbst gemessen werden müssen. Vielmehr kann für
mindestens eine der Störgrößen-Regelungen eine von der
entsprechenden Störgröße funktionell abhängige
Hilfsregelgröße ausgewählt und auf Konstanz geregelt werden.
Beispielsweise sei hier zur Viskositätserfassung der Farbe
deren Temperaturmessung angeführt. Statt der Messung der
Wassermenge kann auch die Drehzahl der Schöpfwalze usw.
erfaßt werden. Entscheidend ist, daß der funktionelle
Zusammenhang zwischen Regelgröße des Hilfsregelkreises und
Hilfsregelgröße bekannt ist.
Der erste Verfahrensschritt bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung des Druckprozesses
an einer Offset-Bogendruckmaschine ist das Einstellen der den
Druckprozeß beeinflussenden Größen und ihre Abstimmung
aufeinander. Das "Einstellen" kann selbstverständlich manuell
als auch mit Fernbedienungseinrichtungen oder durch Vorgabe
von Sollwerten von einem zentralen Steuerpult aus erfolgen.
Eingeschlossen sind auch selbsttätige Ausgaben von
Qualitätsdaten und Maschinenzustandsdaten. Die logischen
Verknüpfungen dieser Prozeßgrößen werden jedoch von dem
bedienenden Drucker vollzogen, so daß die Qualität des
Druckes entscheidend von dessen Fähigkeiten abhängt. Die
Einstellmaßnahmen schließen den Anlauf der Druckmaschine und
auch Nachstellschritte ein. Außer durch die Ausgabe von
Zustandsdaten der Maschine, wie Drehzahl, Temperatur, Anpreß
druck, Wassermenge, usw. wird dem Drucker durch
Densitometermessungen die Arbeit erleichtert.
Ist ein Zustand beim Einrichten der Bogendruckmaschine
erreicht, der einen Fortdruck gestattet, so wird eine
"Auftrennung" der miteinander verknüpften Regelkreise derart
vorgenommen, daß ein Hauptregelkreis und mehrere
Hilfsregelkreise vorliegen.
Den Hilfsregelkreisen sind die übrigen, den Druckprozeß beeinflussenden
Größen zugeordnet. Hierunter sind unter anderem zu verstehen:
die Feuchtmenge, Druckgeschwindigkeit, die Temperatur usw.
Die Regelgrößen der Hilfsregelkreise können für ihre Regelung
auf Konstanz selbst erfaßt und verarbeitet werden. Es ist
jedoch auch möglich, nicht diese Regelgrößen
selbst zu messen, sondern Hilfsregelgrößen zu benutzen, mit
deren Hilfe es möglich ist, die als Störgröße dienende
Regelgröße zu beeinflussen. Voraussetzung ist allerdings, daß
der funktionelle Zusammenhang zwischen Regelgröße und
Hilfsregelgröße bekannt ist.
Der Druckprozeß läßt sich nun aufgrund der Konstanzregelung
der Störgrößen über eine relativ lange Zeit aufrechterhalten,
ohne daß Instabilitäten auftreten. Insbesondere ist es nicht
notwendig, alle fünfzig oder hundert Blatt einer
Stichprobenuntersuchung mittels eines Densitometers oder
dergleichen vorzunehmen, da das Druckergebnis bei einer
stabilen Prozeßführung keinen starken Schwankungen
unterliegt.
Verliert der Prozeß jedoch an Stabilität, z. B. weil eine der
Größen im Laufe der Zeit driftet, so ist es angezeigt, erst
jetzt eine Überprüfung vorzunehmen. Die einsetzende
Instabilität des Prozesses kann aufgrund von
Stellgrößenänderungen der Hilfsregelkreise erkannt werden.
Eine Sichtbarmachung der Regelgrößen selbst führt nicht zum
Ziel, da diese ja konstant ausgeregelt sind. Überschreitet
beispielsweise eine der Stellgrößen eines Hilfsregelkreises
ein vorgegebenes Toleranzband, so wird ein Signal abgegeben,
wodurch dem Drucker eine Prozeßüberprüfung nahegelegt wird.
Läßt man eine gewisse Regelabweichung bei den Regelgrößen der
Hilfsregelkreise zu, so kann man auch über Änderungen der
Regelabweichungen Rückschlüsse auf den Prozeßzustand ziehen.
Änderungen der Regelabweichungen lassen erkennen, daß sich
offenbar Bedingungen geändert haben, so daß auch hier eine
Signalgabe zur Überprüfung des Druckprozesses angezeigt ist.
Ergibt die Überprüfung durch den Drucker, daß ein neuer
Gleichgewichtszustand herzustellen ist, so werden durch
erneutes Einstellen und Abstimmen der den Druckprozeß beein
flussenden Größen neue Sollwerte der Störgrößen aufgefunden,
die dann im nachfolgenden Prozeßverlauf als neue Regelgrößen
den Hilfsregelkreisen zugeführt und auf Konstanz gehalten
werden.
Insgesamt ist somit ein Verfahren für die Regelung des
Druckprozesses an Offset-Bogendruckmaschinen geschaffen, das
eine ständige Überwachung überflüssig macht und überdies eine
Qualitätsprüfung (Densitometermessung) nur dann erfordert,
wenn durch eine Signalgabe Änderungen von Randbedingungen des
Prozesses angezeigt werden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Regelung des Druckprozesses an
Offsetdruckmaschinen, wobei mittels Regelkreisen eine
Mehrfachregelung von Einflußgrößen des Druckprozesses
wie Farbmenge, Feuchtmittelmenge,
Druckgeschwindigkeit, Temperatur usw. mittels Farbdichtemessung
einschließend Parametermessung, Soll-Istwert-Vergleich und zu
verändernde Stellgrößenwerte vorgenommen wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- - Einstellen von ersten Werten der Einflußgrößen und ihre Abstimmung aufeinander,
- - Regeln der einen Größe Farbdichte auf einen den Fortdruck ermöglichenden Wert mittels der dosierten Farbmenge als ausgewählte Stellgröße,
- - Regeln der weiteren, außer der Farbdichte relevanten Größen auf Konstanz der ersten Werte,
- - Überwachung der Stellgrößenwertänderungen der weiteren Größen mit Vornahme einer erneuten Einstellung und Abstimmung auf zweite Werte mit Probebogenentnahme zur Kontrolle des Druckergebnisses durch Farbdichtemessung, wenn mindestens eine Stellgrößenwertänderung einer weiteren Größe einen zulässigen Toleranzrahmen verläßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß für mindestens eine weitere Größe eine von dieser
Störgröße funktionell abhängige andere Hilfsgröße
ausgewählt und auf Konstanz gehalten wird.
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