65283

Наукові основи об’єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів рулонних друкарських машин

Автореферат

Производство и промышленные технологии

Науково-технічні розробки останнього десятиліття розширили теоретичні і прикладні аспекти способів друкування книжково-журнальної, рекламної та етикетко-пакувальної продукції. Але, не дивлячись на прогрес у проектуванні...

Украинкский

2014-07-28

413.5 KB

0 чел.

PAGE  1


Gi
, ti

Інформаційна модель процесу друку

Моделі компонентів визначення технологічних параметрів рулонних друкарських машин

Моделі компонентів стабілізації технологічних параметрів рулонних друкарських машин (при наявності регулювальної дії)

Yi, Zi

Gi, ti

Fi

Xi

β =f (Fнн)

Мг

Vд

Крег1

нн

U2

Крег2

      Об’єкт

  регулювання

(рулон

намотування

та розмотування)

АЦП1

Вимірювач

натягу

АЦП0

ПЕОМ

    Двигун

намотування

ЦАП1

  ЦАП0

Гальмівний

   пристрій

 

Частотний

перетворювач

U1

=f (Fнр)

Fнр

2

ні

так

Кінець

1

Продовжити

обчислення ?

2

Обчислення

вим = (tфр0,5А – tпоч) t

імп = (tзр0,5А– tфр0,5А) t

Обчислення

tфр0,5А  та tзр0,5А

імпульсного сигналу

Статистичний метод визначення

амлітуди Аімп

ампул. сигналу

АЦП

імпульсного сигналу з оптичного давача

Аімп = abs (PT PB)

так

ні

1

Почати

АЦП ?

1

Кількість вимірів (АЦП)

EMBED Equation.3  

Синхронізація подається від першого формного циліндра  циклічно та на певний час раніше початку друку

Початок

Імпульсний датчик першого формного циліндра

ПЕОМ

Оптичний перетворювач

освітлення

Програмне забезпечення для контролю параметрів суміщення фарб

ЦАП1,2 - встановлення опорної напруги для оптичного перетворювача  та формного циліндра

Програмне забезпечення   для встановлення опорної напруги

АЦП  - вимір часових характеристик

імпульсних сигналів

вим та імп

                                                                

 Програмне забезпечення для аналізу та обробки суміщення фарб

                                                                                                     

                                                                                                              ПЕОМ                                   

вим       імп

l міт 

l міт 

мітка

мітка

т

PT

PB

Д

Аімп

мітка

 T= d / Vпол

Полотно паперу

l = d

                  Рух полотна

                                                                                                               

EMBED Excel.Sheet.8  

tпоч     tфр0,5А                                    tзр0,5А                                   tпоч

                                        

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

М О Р Ф Л Ю К

Валерій Федорович

УДК 655.3.022:  655.3.062

НАУКОВІ ОСНОВИ

ОБ'ЄКТИВНОГО ЦИФРОВОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТА СТАБІЛІЗАЦІЇ  ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ  РУЛОННИХ ДРУКАРСЬКИХ МАШИН  

Спеціальність  05.05.01 – Машини і процеси

поліграфічного виробництва

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Київ – 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Видавничо-поліграфічному інституті

Національного технічного університету України

"Київський політехнічний інститут",

Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант:               

доктор технічних наук, професор,  заслужений діяч науки і техніки України        

Киричок Петро Олексійович, директор Видавничо-поліграфічного інституту НТУУ  

"КПІ" (м. Київ), завідувач кафедри технології поліграфічного виробництва.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор,  заслужений діяч науки і техніки України        Лазаренко Едуард Тимофійович, Українська академія друкарства, м. Львів, професор кафедри друкованих видань та паковань;

 

доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України        

Стародуб  Микола Павлович, Банкнотно-монетний двір, директор Центру досліджень та розвитку технологій; 

доктор технічних наук, професор

Пальчевський Богдан Олексійович, Луцький державний технічний університет,

м. Луцьк, завідувач кафедри пакування  і автоматизації виробничих процесів.

Захист відбудеться 24 грудня 2010 р. о 1430 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.002.10 в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут", м. Київ, вул. Володимирська, 7, корпус № 25.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут",  м. Київ, проспект Перемоги, 37.

Автореферат розісланий  «18 » листопада 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради                                                                       В.А.Ковальов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Науково-технічні розробки останнього десятиліття розширили теоретичні і прикладні аспекти способів друкування книжково-журнальної, рекламної та етикетко-пакувальної продукції.  Але, не дивлячись на прогрес у проектуванні та експлуатації видавничо-поліграфічних комплексів як систем отримання, передачі, обробки різнорідної інформації, та прийняття рішення для прогнозованого керування технологічними процесами, залишаються не вирішеними проблеми ідентичності відбитків упродовж друкування накладу на сучасних рулонних друкарських машинах за рахунок стохастичності  зміни параметрів технологічних процесів та нестабільності властивостей витратних матеріалів.

Вказані проблеми пов’язані з забезпеченням точності й достовірності  визначення технологічних параметрів процесу друку та вибору ефективних напрямків і режимів стабілізації визначених параметрів, які необхідно досліджувати в інтеграції, як цілісну, параметрично пов’язану систему, результатом функціонування якої повинно стати підвищення якості друкованої продукції.

Сучасне та майбутнє друкарства в значній мірі залежить від новітніх розробок методів та засобів об'єктивного визначення та стабілізації параметрів поліграфічного устаткування у реальному масштабі часу, тобто комплексної автоматизації технологічних та виробничих  процесів, які надають  можливість аналізу якості  параметрів  на проміжних етапах та при випуску готової продукції.     

Методи та засоби їх реалізації, що застосовуються в теперішній час для визначення та стабілізації параметрів процесу друку використовують в значній мірі технології, в яких закладено ідеологію суб’єктивної або напівавтоматичної реалізації функцій вимірювання, аналізу та стабілізації, що не дозволяє застосування об’єктивних методів реалізації, які найбільш перспективні при використанні сучасних засобів дискретної обробки інформації та регулювання технологічними процесами рулонних друкарських машин у реальному масштабі часу.

Програмно-технічні засоби об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів процесів друку визначають перспективність побудови систем на основі структурної організації програмних засобів з використанням проблемною орієнтацією, яка дозволяє інтеграцію опису процесів вимірювання, аналізу та  стабілізації  та забезпечує уніфікацію опису технологічних параметрів та їх обробки.

У зв’язку з цим актуальною науково-прикладної проблемою є розробка наукових основ побудови програмно-технічних засобів об’єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів для забезпечення необхідної якості готової продукції.  

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з  галузевою програмою ”Забезпечення потреб України машинами та устаткуванням для поліграфічної промисловості ”, відповідає концепції національної інформаційної політики України, Закону України „Про пріоритетні напрямки інноваційної діяльності в Україні" № 433-IV від 16 січня 2003 р. та основним напрямам науково-технічного розвитку книговидання і преси до 2010 p., затвердженим Наказом Держкомтелерадіо № 180 від 21 липня 2003 р.

Дисертаційна робота виконувалась: у межах держбюджетних тем науково-інженерного центру проблемно-орієнтовних інформаційних технологій Видавничо-поліграфічного інституту Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут" (НІЦ ПОІНТ ВПІ НТУУ „КПІ"): „Дослідження характеристик волокнистих матеріалів та розробка  композиційного  складу  паперу   для  друку  офортів " № держреєстрації 0100U000702, „Створення нових очищувальних технологічних розчинів для якісного багатофарбового репродукування" № держреєстрації 0103U000202 та „Розробка та дослідження композиційного складу УФ-лаку для оптимізації технологічного процесу лакування друкованої продукції по сирому" № держреєстрації 0106U002513, в яких здобувачем проведено експериментальні дослідження цифрового визначення технологічних характеристик УФ-лаку та волокнистих матеріалів для створення композиційного складу офортного паперу та УФ-лаку та аналізу параметрів очищувальних технологічних розчинів, розроблено засоби оперативного контролю технологічних параметрів друкованої продукції та концепцію побудови автоматизованих систем вимірювання та аналізу на основі програмних засобів з проблемною орієнтацією.

За тематикою дисертаційної роботи здобувач здійснював наукове керівництво науково-дослідними роботами за держбюджетною тематикою: "Розробка та дослідження засобів автоматизації програмування для управління обладнанням у інтерфейсі канал загального користування "- реєстраційний номер програми 05.04-МВ/**-93, де окреслено i  розроблено набір уніфікованих програмних функцій для обміну інформацією та  розроблено процедури автоматичного управління вимірювальними приладами ; "Розробка програмно–технічних засобів сполучення на базі волоконно–оптичних ліній звязку для створення систем реального часу" - № держреєстрації 0195U008181, де визначено  основі напрямки побудови програмно–технічних засобів у реальному масштабі часу ; "Розробка та дослідження засобів потокової передачі та обробки інформації вимірювальних приладів - № держреєстрації 0197U001337, де досліджено проблеми підвищення швидкодії  передачі та обробки інформації для визначення параметрів вимірювання;  за госпдоговірними темами №1/140 "Розробка  автоматизованої системи керування натягом полотна паперу або плівки  для  флексографічних друкарських машин" - № держреєстрації 0102U006742  та  №28 "Розробка засобів автоматизації стрічкопровідних підсистем рулонних друкарських машин" - № держреєстрації 0203U006632, які проводились за тематикою Українського науково-дослідного інституту спеціальних видів друку (ВАТ „УкрНДІСВД") розроблено нові принципи автоматичного визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб,  натягу та бокового зміщення задруковуваного матеріалу у рулонних друкарських машинах, визначено напрямки їх стабілізації у реальному масштабі часу.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у теоретичній розробці та експериментальному обґрунтуванні наукових основ об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин для  забезпечення якості друкованої продукції.              

     Для досягнення поставленої мети необхідно було розв'язати  такі завдання:

– проаналізувати сучасний стан процесів контролю та регулювання параметрів технологічних процесів у рулонних друкарських машинах та визначити загальні тенденції побудови  перспективних методів та засобів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів;

– на основі системного підходу дослідити та розробити узагальнену інформаційну модель процесу визначення та стабілізації технологічних параметрів у рулонних друкарських машинах та визначити напрямок ефективного проектування систем стабілізації у реальному масштабі часу;  

– розробити новий метод об'єктивного статистичного визначення технологічних параметрів на основі використання цифрових програмно-апаратних засобів  вимірювання та обробці інформації згідно розподілення Гауса, критерію 2  та Шовене;

– визначити синтаксис опису методів, засобів та процесів об'єктивного визначення та стабілізації технологічних параметрів на основі використання формальних граматик та побудувати ефективну систему інтерпретації компонентів опису;

– розробити новий інтегрований метод об'єктивного цифрового визначення параметрів суміщення фарб на основі ідентифікації цифрових параметрів імпульсних сигналів при скануванні технологічних міток, який забезпечує оптимізацію часу та високу точність стабілізації суміщення фарб;  

– провести аналіз та визначити аналітичні залежності для оптимальної температурної стабілізації суміщення фарб;

– встановити аналітичні залежності для розробки алгоритмів прогнозованого визначення напрямку стабілізації технологічних параметрів процесу друку;

– розробити програмні засоби об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів з використанням структурної організації прикладних програм;

– провести експериментальні дослідження методів та засобів процесів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів на основі структурної організації машино-орієнтованих, проблемно-орієнтованих і мультипрограмних засобів та визначити їх  адаптацію до зміни технологічного середовища;

– застосувати розроблені методи та засоби при реалізації систем автоматичної стабілізації параметрів технологічних процесів.

Об'єктом дослідження є процеси об’єктивного визначення та прогнозованої стабілізації параметрів технологічних процесів у рулонних друкарських машинах.

Предметом дослідження є методи та засоби побудови систем об’єктивного  цифрового  визначення параметрів технологічних процесів та їх прогнозованої стабілізації у рулонних друкарських машинах.

Методи дослідження. Застосування методів дослідження ґрунтуються на загальнонаукових принципах дослідження, які стосуються історичного і  системного підходів та методів моделювання, що забезпечує аналіз та оцінювання попередніх теорій у контексті  виникнення, становлення та прогнозування їх сучасної побудови. Для побудови  засобів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів використовувались методи математичної логіки, методи формальних граматик, теорія вимірювань, теорія цифрової обробки сигналів, фізичне та математичне моделювання, об'єктивні методи статистичної обробки результатів експерименту та визначення аналітичних залежностей у пакеті прикладного програмного забезпечення Excel 2000.

Наукова новизна одержаних результатів. За результатами виконання  роботи уперше:

  1.  розроблено та обґрунтовано структурну схему узагальненої інформаційної моделі визначення та стабілізації технологічних параметрів процесу друку, яка визначає перспективи для побудови засобів об’єктивного визначення технологічних параметрів та оптимізацію часу, необхідного для виявлення та стабілізації прогнозованих відхилень технологічних параметрів;
  2.  запропоновано та розроблено комплексний метод об'єктивного статистичного оцінювання та  визначення статичних параметрів технологічних процесів, що є засобом забезпечення достовірності результатів вимірювання  у  реальному масштабі часу;
  3.  обґрунтовано та розроблено інтегрований метод об'єктивного визначення параметрів повздовжнього та поперечного суміщення фарб на основі цифрової обробки параметрів імпульсних сигналів, який забезпечує підвищення точності визначення та стабілізації параметрів суміщення фарб;
  4.   на основі результатів математичного моделювання процесів суміщення фарб встановлено аналітичні залежності визначення можливого зміщення фарб на наступних секціях друку для прогнозованої стабілізації поздовжнього суміщення фарб, що надає можливість мінімізації часу для процесів стабілізації технологічних параметрів;

5) запропоновано механізм структурної організації програмних засобів  визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів, що дозволяє оптимізувати  процеси стабілізації параметрів у реальному масштабі часу за рахунок паралельності процесів програмної обробки та процесів апаратної стабілізації технологічних параметрів;

6)  обґрунтовано та розроблено нову концепцію  побудови формального опису процесів та засобів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів процесу друку та систему інтерпретації інтегрованого середовища компонентів структури опису, що забезпечує ефективність організації прикладних програмних засобів на основі інтегрованих оболонок,  побудованих з використанням модульного принципу.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена нова концепція побудови систем об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів в рулонних друкарських машинах, яка забезпечує надійність та достовірність реалізації процесів автоматичного визначення та прогнозованої стабілізації технологічних параметрів, що є запорукою підтримки необхідної якості друкованої продукції. Це обумовлює наступні можливості :

  •  здійснювати опис процесів об'єктивного цифрового визначення та прогнозованої стабілізації технологічних параметрів на єдиній  інформаційній базі, що надає передумови для побудови технологічних систем стабілізації процесу друкування, із використанням програмно-технічних засобів з проблемною орієнтацією;
  •  підвищити точність та достовірність визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб за рахунок переходу до об’єктивних методів цифрового обчислення параметрів імпульсних сигналів, що дозволяє забезпечити суттєве покращення якості друкованої продукції;
  •  забезпечити динамічну підтримку необхідної точності  стабілізації натягу полотна та бокового зміщення задруковуваного матеріалу на основі методу статистичного вимірювання технологічних параметрів у реальному масштабі часу;
  •  автоматизувати процес визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів на основі швидкодіючих програмно-апаратних засобів аналого-цифрового й цифро-аналогового перетворення  та обробки інформації.

      Розроблено та запатентовано нові засоби автоматичної стабілізації натягу полотна паперу стрічкоживильного і стрічконамотувального  пристроїв флексографічної друкарської машини та папір для виготовлення офортів.  

Результати наукових досліджень реалізовано при розробці флексографічної друкарської машини ФП-700 на основі програмно-технічних засобів об'єктивного цифрового визначення та прогнозованої стабілізації технологічних параметрів з проблемною орієнтацією.

Розроблені програмні засоби прогнозованого цифрового визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб застосовано на флексографічній друкарській машині VT Flex 175/7 в технологічний процес ДП Тетра Пак Україна для забезпечення якості друкування пакувальної продукції.

Результати наукових досліджень застосовано для стабілізації натягу полотна паперу стрічкоживильного та стрічконамотувального пристроїв рулонної друкарської машин Солна  ДВ „Преса України” та вузькорулонної  ФДМ Скид  ТОВ „Лейбл майстер” та при проектуванні вузькорулонних ФДМ у ТОВ "БУЛАТ", з використанням методу об'єктивної статистичної обробки результатів вимірювання.

Головні наукові та практичні здобутки спрямовані на створення та впровадження  нових  методів та програмно-технічних засобів систем об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин для  підвищення якості друкованої продукції для забезпечення потреб поліграфічних підприємств, про що свідчать акти впровадження ДВ „Преса України,  ТОВ "БУЛАТ", ДП „Тетра Пак Україна”, ВАТ "УкрНДІСВД" та ТОВ „Лейбл майстер”, економічний ефект складає  505,1 тис. грн.  

Основні результати досліджень використовуються в навчальному процесі для підготовки фахівців ВПІ НТУУ "КПІ" в лекційних, практичних та лабораторних  курсах з дисциплін "Системне програмування та операційні системи", "Автоматизація поліграфічних процесів", "Проблемно-орієнтовані засоби управління",  дипломному проектуванні освітньо-кваліфікаційних рівнів спеціаліста та магістра напрямку 0927 "Видавничо-поліграфічна справа".

Особистніі внесок здобувача. Наукові теоретичні та експериментальні результати, наведені в дисертації, належать особисто автору. В роботах, опублікованих у співавторстві, авторові дисертаційної роботи належать: постановка задач, обґрунтування наукових та технічних аспектів, формування алгоритму та розробка програмних засобів дослідження - [2,3,4,5,21,22,24]; розробка методів визначення  друкарсько-технічних властивостей композиційного складу паперу - [18,19,23]; розробка методу статистичної оцінки відтворення штрихових кодів тамподруком, програмна реалізація методу-[32]; генерування ідей, безпосередня участь в постановці та принциповому вирішенні задач - [33,34,35]; постановка задач, дослідження і обгрунтування наукових, технологічних та технічних аспектів - [38,40,41].

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертації доповідались та обговорювалися на  II Всесоюзной конференции "Измерение параметров формы  и спектра радиотехнических сигналов" (1989 ) (м. Харьків),  Всесоюзная конференция "Методы и микроэлектронные средства контроля РЭА цифровой обработки и преобразования сигналов" (1989) (м. Рига, Латвія), Всесоюзный научно-практический семинар "Информатика 90" (1991) (м. Мінськ, Білорусія), 4-ій міжнародній науково-технічній конференції "Друкотехн" (м. Львів, 2002), 1-ій міжнародній науково-технічній конференції «Технологія і техніка друкарства – друк 2004» (м. Київ, 2004),  International  Scientific Conference “UNITECH ’05”  (Bulgaria, C. Gabrovo, 2005), 1-ій міжнародній науково-технічній конференції «Виробництво гофрокартону та гофротари» (м. Київ, 2006), International  Scientific Conference “UNITECH ’07”, “UNITECH ’09”   (Bulgaria,  C. Gabrovo, 2007, 2009.             

Публікації.  Результати наукових досліджень дисертації опубліковано у 41 науковій праці: в одній монографії, 31 статті  у фахових журналах (з них 20 без співавторів),  3 патентах України, 6 (з них 3 без співавторів) тезах доповідей у матеріалах міжнародних і державних науково-технічних  конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку науково-технічних джерел та додатків. Обсяг рукопису 380 сторінок, у тому числі  95 рисунків, 12 таблиць, 21 додаток.  Список науково-технічних джерел нараховує 228 найменувань.

ЗМІСТ РОБОТИ

У ВСТУПІ обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання, наукова новизна отриманих результатів. Розглянуто практичне значення, реалізацію та впровадження результатів роботи. Наведено відомості  про апробацію роботи.

У першому розділі – „СТАН,  ПРОБЛЕМИ ТА ТЕНДЕНЦІЇ ПОБУДОВИ ЗАСОБІВ ЦИФРОВОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТА СТАБІЛІЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ  РУЛОННИХ  ДРУКАРСЬКИХ МАШИН” – проаналізовано сучасний стан та світові тенденції побудови засобів визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів рулонних  друкарських машин, представлено функціональну схема автоматизації процесів проводки полотна паперу у багатосекційній рулонній друкарський машині.  Розроблена структурна схема об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічного процесу друку показує багатофакторність і складність задач, пов’язаних із процесом друку у рулонних друкарських машинах для забезпечення автоматизації  регулювання технологічним процесом у реальному масштабі часу.

Аналіз друкарського процесу на основі узагальненої інформаційної моделі визначення та стабілізації технологічних параметрів рис.1  визначає, що одним з напрямів підвищення якості друкованої продукції у рулонних друкарських машинах є об'єктивне цифрове визначення й стабілізація технологічних параметрів з оптимізацією часу, необхідного для виявлення та усунення прогнозованих відхилень параметрів технологічних процесів.  

Проектування та розробка підсистеми стабілізації рулонних друкарських машин базується на результатах інтегрованого дослідження інформаційної моделі процесу друку та математичних моделей компонентів рулонних друкарських машин та їх взаємодії: стрічкоживильний пристрій, стрічконамотувальний пристрій, бокове зміщення, суміщення фарб, аналізу власної регулюючої дії в процесі стабілізації.

Інформаційна модель процесу друку є чинником впливу на інші моделі і характеризується показником ефективності  Kє,  значення   якого  формується у    вигляді     границі     мінімізації      часу     для    прийняття     рішення    про стабілізацію   параметрів   та наближається до одиниці при відповідному ступені автоматизації процесів,  і має вигляд:

                   ,                                        (1)

де Т, Vср – час та середня швидкість друку продукції на досліджуваному відрізку часу; Тi , Vi – час та швидкість друку на відрізку часу з відхиленням параметрів.  Для підвищення показника ефективності необхідно зменшувати час Ti:

                                 ,                                         (2)

де ti – час затримки сигналів в засобах обробки інформації про відхилення параметрів; tр– час на суб’єктивну оцінку про відхилення параметрів; tп – час затримки сигналів перехідних процесів у каналах регулювання та пристроях друкарських машин.

                                                       

Рис. 1. Узагальнена інформаційна модель визначення та стабілізації технологічних параметрів у рулонних друкарських машинах:

Xi- вихідні узагальнені параметри технологічних процесів ( для контролю, регулювання та оптимізації); Gi – сигнали керуючих програм, які призначені для зміни параметрів стану системи по заздалегідь заданому закону; Fi- параметри збурення, що створюються зовнішнім середовищем або взаємозалежними об'єктами; Yi – регулюючі параметри, створені системами регулювання та призначені для стабілізації параметрів технологічних процесів; Zi – оптимізуючи параметри, створені системами регулювання та  призначені  для  досягнення  оптимальних значень регулювальних параметрів; ti – час, який характеризується структурою засобів вимірювання інформації і залежить від побудови засобів передачі, перетворення та обробки сигналів від датчиків інформації.

Теоретичні та технологічні аспекти  аналізу інформаційної моделі процесу друку та її взаємозв’язок з моделями компонентів визначення та стабілізації  параметрів показують, що оптимізація прогнозованого часу Тi  про можливе відхилення технологічних параметрів процесу друку основаного на використанні швидкодіючих програмно-технічних засобів та  має наступну залежність:

                          ,                                 (3)

де tс<< tр, tj <  ti , tу<  tп ,  а   tс – час аналізу сигналу про прогнозоване відхилення технологічних параметрів процесу друку з використанням ЕОМ; tj – час передачі та обробки інформації на швидкодіючих програмно-технічних засобів; tу – час передачі сигналів регулювання на основі швидкодіючих програмно-технічних засобів.

У другому розділі – „МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ” – визначено, що застосування методів дослідження ґрунтуються на загальнонаукових принципах дослідження, які стосуються історичного і  системного підходів та методів моделювання, що забезпечує аналіз та оцінювання попередніх теорій у контексті  виникнення, становлення та прогнозування їх сучасної побудови на основі комплексного дослідження системи як єдиного цілого,  з узгодженим функціонуванням усіх її елементів.

Розроблено концептуальний підхід до методики та методів дослідження закономірностей взаємодії  процесів у стрічкопровідній системі та у секціях друку  рулонних друкарських машин для створення систем об'єктивного цифрового визначення технологічних параметрів та математичного обґрунтування   їх   прогнозованої стабілізації. Побудовано  загальну   схему застосування методів дослідження та уніфікований алгоритм визначення напрямку цілеспрямованих досліджень згідно результатів оцінки експериментальних даних  і визначення статистичних характеристик експериментальних даних та результатів оцінки значення динамічних параметрів.

Для дослідження параметрів технологічних процесів у рулонних  друкарських машинах  застосовано теорію вимірювань, теорію цифрової обробки імпульсних сигналів, фізичне та математичне моделювання, статистичні методи обробки результатів експерименту, критерії оцінки експериментальних даних, методи формальних граматик, методи інтерполяції функцій та математичної логіки.

Уперше результати цифрового моделювання перехідних характеристик суміщення фарб застосовано для дослідження аналітичної залежності, побудованої на основі електронних таблиць MS Excel, при автоматичному прогнозуванні  контролю суміщення фарб з упередженням на секціях друку.

Проведено фізичне моделювання процесів суміщення фарб на основі лабораторного оптичного перетворювача інформації для формування однократного імпульсного сигналу, який моделює параметри поздовжнього та поперечного суміщення фарб часовими параметрами вим та імп, що забезпечувало обчислення параметрів суміщення фарб за розробленою методикою на основі машино-орієнтованих програмних засобів згідно функціональних  залежностей:

                            поз = (вим),    поп= (імп).                              (4)

Здійснено експериментальні дослідження у виробничих умовах на рулонних флексографічних друкарських машинах ФП-700 та  VT Flex 175/7 зі  швидкістю руху полотна паперу 5 і 10 м/сек  та діаметром  формного циліндра 160 і 560 мм.

Моделювання умов натягу полотна паперу стрічкоживильного та стрічконамотувального пристроїв здійснювали на рулонній флексографічній друкарської машини на основі лабораторному пристрою визначення натягу ("плаваючий" валик) за методикою вимірювання натягу по куту відхилення  та на основі тензометричного пристрою визначення натягу Montal VO system 3000.   

Теоретично обґрунтована, розроблена та практично реалізована методика оцінки експериментальних даних  і визначення статистичних характеристик на основі гіпотези про розподілення статистичних параметрів вимірювання у відповідності з законом Гауса,  згідно критерію 2 і  Шовене та на основі розробленої аналітичної залежності для об’єктивного  обчислення значення ймовірності P= f().

В роботі досліджені принципи побудови засобів проблемно-орієнтованого опису процесів визначення та стабілізації технологічних параметрів, з використанням формальних граматик та методів їх інтерпретації.

Дослідження методів визначення та стабілізації множини технологічних параметрів послідовних та паралельних технологічних процесів  у рулонних  друкарських машинах здійснювалося з застосуванням засобів мультипрограмування технологічних процесів для виконання прикладних програм вимірювання, обробки та стабілізації на основі проблемної орієнтації  їх побудови.

У третьому розділі – „ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ЦИФРОВОГО ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СТРІЧКОПРОВІДНИХ ПРИСТРОЇВ ТА НАПРЯМКУ ЇХ СТАБІЛІЗАЦІЇ” – здійснено  теоретичний та експериментальний аналіз процесу визначення та стабілізації параметрів стрічкопровідних пристроїв (натяг полотна паперу стрічкоживильного і стрічкоприймального прострою та бокового зміщення задруковуваного полотна паперу) при стохастичності зміни  технологічного середовища. Встановлено вплив різних факторів на процес прогнозованої стабілізації параметрів технологічних процесів стрічкопровідних пристроїв та визначено науково обґрунтовані напрямки їх автоматичної оптимізації у реальному масштабі часу на основі застосування швидкодіючих програмно-апаратних засобів дискретної передачі та обробки інформації.    На основі аналізу принципів побудови  процесів управління натягом полотна паперу, які найшли застосування у вітчизняних та зарубіжних рулонних друкарських машинах, запропоновано алгоритм та функціональна схема об'єктивного цифрового визначення та стабілізації натягом полотна паперу при розмотуванні та намотуванні рис.2, для якої характерною рисою є застосування аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) для вимірювання натягу полотна (β=f(Fнн), =f(Fнр)) на основі кута відхилення пристрою натягу, цифро-аналогових перетворювачів (ЦАП) для керування процесом стабілізації (U1,2 = f (Крег1,2 )), ЕОМ зі спеціальним програмним забезпеченням визначення натягу та для вибору напрямку стабілізації та безпосередньо засобів регулювання (частотного перетворювача, двигуна намотування (Vд=f(U2)) та гальмівного пристрою (Мг= f (U1 )).

Досліджено процес  об'єктивного цифрового визначення натягу полотна паперу та з'ясовано функціональну залежність  кута відхилення виз (діапазоні від 0 до (β)) пристрою визначення натягу полотна (лінійний потенціометр ПТП21) від напруга U на вході АЦП та цифрового коду KАЦП на виході АЦП:  

       U=f(R)   R=f(виз)   KАЦП   = f (f (виз))                                          (5)

                виз = КАЦП*   /2NA ,                                                             (6)

  де   КАЦПзначення кута відхилення виз у одиницях АЦП;

     R – пропорційне значення кута відхилення виз в омах;

     NA –  кількість двійкових розрядів АЦП.

Рис. 2.Функціональна схема об'єктивного цифрового визначення та стабілізації натягом полотна паперу

Проведено дослідження процесу стабілізації натягу полотна паперу та встановлена математична залежність визначення  цифрового коду Ккер керування ЦАП для забезпечення об'єктивної стабілізації натягом стрічкоживильного або стрічконамотувального пристроїв:

   ,              (7)

      

де ND – кількість двійкових розрядів ЦАП, , – максимальний кут відхилення пристрою визначення натягу, виз, виз – визначений кут відхилення пристрою визначення натягу стрічконамотувального та стрічкоживильного пристроїв.

В залежності від значення кута відхилення на ЦАП подається визначений код Ккер, згідно якого формується  напруга регулювання гальмівного моменту швидкості обертів рулону розмотування  або напруга регулювання двигуном намотки полотна за допомогою частотного перетворювача, що забезпечує зменшення або збільшення натягу. Точність вимірювання кута відхилення пристрою визначення натягу залежить від діапазону кута відхилення  L  (3300, 2700, 2100)  лінійного потенціометру та від кількості двійкових  розрядів  NA  АЦП, що  визначає  мінімальну  ціну  вимірювання кута відхилення KR.

Узагальнено результати дослідження залежностей мінімального значення вимірювання кута від кількості двійкових розрядів АЦП і діапазону кута відхилення та визначено математичне рівняння обчислення мінімального значення для прогнозованої точності вимірювання за заздалегідь визначеними технічними та економічними показниками:

                        .              (8)

На основі математичних залежностей процесу регулювання натягом полотна паперу встановлено діапазони кута відхилення, які визначаються логікою стабілізації натягу для їх аналізу та оптимізації процесів автоматичного регулювання натягом полотна:

    діапазон  I  – від  0 до  0,05 – регулювання потрібно, критичний діапазон;

     діапазон  II – від  0,05 до   /2–0,01          – регулювання потрібно;

     діапазон III – від   /2–0,01  до   /2+0,01 – регулювання не потрібно;

     діапазон  IV – від   /2+0,01 до  –0,05  – регулювання потрібно;

     діапазон  V – від  –0,05до  – регулювання потрібно, критичний діапазон, де   /2– умовний нуль кута відхилення.

Здійснено комплексну оцінку достовірності результатів статистичного вимірювання, яка пов’язана з управлінням технологічним процесом у реальному масштабі часу та забезпечення необхідної точність регулювання натягом полотна, що відповідає вимогам якісного функціонування рулонної друкарської машини  у цілому.

Доведено, що час н для статистичного визначення натягу полотна стрічкоживильного або стрічконамотувального  пристрою у реальному масштабі часу не повинен перебільшувати обчисленого за даним виразом :

         ,                                                     (9)

 де стс – загальний реальний масштаб часу і  дорівнює:    ,  який можливо приблизно оцінити – 50 мсек (швидкість Vпол–10м/сек, діаметр циліндру D– 160мм); N – кількість секцій друку у стрічкопровідній системі; Rн  – кількість процесів регулювання натягу; kроз – коефіцієнт розподілення часу на визначення параметрів та їх регулювання (дорівнює 2). Встановлено, що час н визначається, як н ≤ 2,5 мсек (при N=4 і Rн=2).

Розроблено комплексний метод статистичної об'єктивної цифрової обробки результатів вимірювання статичних параметрів,  для  яких  головним чинником їх достовірності є гіпотеза про нормальне розподілення статистичних характеристик та математичний  аналіз для виявлення та корекції підозрюваних вимірів.

Узагальнено результати дослідження та експериментально перевірено розроблений комплексний метод об'єктивного виявлення і корегування випадкових відхилень результатів статистичного вимірювання параметрів на основі гіпотези про розподілення статистичних характеристик у відповідності з законом Гауса та  згідно критерію 2 та Шовене.  Доведена важливість застосування розробленої   аналітичної   залежності   об'єктивного обчислення значення ймовірності відносно стандартного відхилення P= f() на основі побудованого полінома 5-го ступеня для визначення та  корекції підозрюваних результатів вимірювання:

  P = –0,4685  +4,83744  –14,5293–3,5572+81,915–0,1228.           (10)

Розроблено і експериментально випробувано, згідно визначених функцій і концепцій побудови програмно-апаратних засобів систем стабілізації натягу полотна паперу, алгоритмічне та проблемно-орієнтоване програмне забезпечення визначення та стабілізації процесів стрічкоживильного, стрічконамотувального пристрою та бокового зміщення задруковуваного полотна паперу.

У четвертому розділі – „МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ОБ’ЄКТИВНОГО ЦИФРОВОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТА СТАБІЛІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ СУМІЩЕННЯ ФАРБ” –  наведено результати аналізу процесів моделювання суміщення фарб, на основі яких визначено напрямки побудови програмно-технічних засобів об’єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів суміщення фарб (поздовжнього - поз та поперечного - поп). Проведено аналіз відомих принципів визначення параметрів суміщення фарб та визначено наукові та практичні аспекти моделювання параметрів суміщення фарб з використанням часових характеристик імпульсних сигналів та розроблено новий науково обґрунтований інтегрований метод цифрового визначення параметрів поздовжнього та поперечного суміщення фарб. Математично обґрунтовано та побудовано аналітичні залежності для визначення прогнозованого регулювання суміщення фарб, що забезпечує  мінімізацію часу процесу стабілізації, та визначено вплив регулюючої дії на наступні секції друку і її компенсацію у процесі  стабілізації.   

Аналіз процесів моделювання суміщення фарб виконується на основі структурної схеми моделі зміщення фарб для багатофарбової рулонної друкарської машини, яка показує залежність деформації стрічки на довільній ділянці від деформації прикладеної до першої ділянки  та залежність зміщення фарб на даній секції відносно попередньої фарби при наявності видовження стрічки на першій ділянці.

Процес стабілізації суміщення фарб може виконуватися з урахуванням регулюючої   дії за допомогою переміщення  регістрового  валика  або  зміною фази формного циліндра, а аналіз можливо виконувати відносно першої секції друку або попередньої, що визначає різні підходи для розробки методів об’єктивного визначення та  стабілізації суміщення фарб.

Згідно структурної схеми моделі зміщення фарб при регулюючій дії, створеної за допомогою переміщення  регістрового  валика, визначені перехідні характеристики зміщення фарб відповідно попередньої секції друку при поодинокому переміщенні регістрового валика на першій секції друку, які показують, що зміщення фарби на  другій секції друку змінюється за експонентою до величини власної регулюючої дії, а  зміщення фарб на наступних секціях друку є не значним і поступово затухає, що не потребує його стабілізації. Перехідні характеристики зміщення фарб відповідно першої секції друку при одиничному переміщенні регістрового валика на першій секції друку показують, що зміщення фарби на  другій секції друку змінюється за експонентою до величини власної регулюючої дії, а остаточне зміщення фарб на наступних секціях друку проявляється з певною затримкою та наближається до величини власної регулюючої дії. Тому на наступних секціях  друку треба виконувати стабілізацію.

Перехідні характеристики зміщення фарб відповідно попередньої секції друку при зміні фази формного циліндра на першій секції друку показують, що зміщення фарби  на  другій секції друку аналогічно переміщенню регістрового валика, а зміщення фарб на третій секції друку має усталене від’ємне значення і тому треба виконувати стабілізацію зміщення фарб. На наступних секціях друку зміщення фарб є незначним і поступово затухає. Перехідні характеристики зміщення фарб відповідно першої секції друку при зміні фази формного циліндра на першій секції друку показують, що зміщення фарби на  другій секції друку змінюється за експонентою до величини власної регулюючої дії, а  зміщення фарб на наступних секціях друку є не значним і поступово затухає та не потребує стабілізації.

На основі процесів моделювання згідно схем аналізу зміщення фарб та його регулювання встановлено основні динамічні властивості процесу суміщення фарб та напрямок побудови засобів цифрового визначення та  стабілізації параметрів суміщення фарб на наступних секціях друку, який базується на зміні фази формного циліндра та контролі відповідно першої секції друку, яка є синхронізатором усього процесу друку.  

Уперше розроблено, теоретично обґрунтовано і практично реалізовано засоби дискретного об’єктивного визначення суміщення фарб, які будуються на основі обробки параметрів імпульсних сигналів при зміні освітлення технологічних  міток у вигляді прямокутного трикутника рис.3, що забезпечується перетворенням інформації з оптичного датчика та її цифрової обробки на основі  спеціальних програмних засобів. Встановлено, що об’єктивне цифрове визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб характеризують  наступні функцій:

  •  вимірювання часових характеристик імпульсного сигналу вим  та імп  рис.3, які є функціональною залежністю від параметрів поздовжнього та поперечного суміщення фарб;
  •  обробка часових характеристик вим та імп для визначення значення поздовжнього та поперечного параметрів суміщення фарб у реальному масштабі часу;
  •  аналіз параметрів поздовжнього та поперечного суміщення фарб для стабілізації та підтримки якості друку.

На підставі  визначених функцій і концепції побудови розроблена структурна схема дискретної системи об’єктивного визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб рис.4.

Визначено, що система складається з АЦП для перетворення імпульсних сигналів у цифровий код, що є передумовою для визначення значення поздовжнього   та   поперечного  суміщення   фарб,  ЕОМ   зі   спеціальним   програмним забезпеченням для вимірювання, обробки і аналізу та ЦАП, який виконує функції встановлення стабілізованої опорної напруги для оптичного перетворювача  та схеми видачі синхроімпульсів від імпульсного датчика.

 

 

Рис.3. Лінійна та часова діаграма для обчислення поздовжнього та поперечного суміщення   фарб

 

Обґрунтовано оптимальну частоту перетворювання fАЦП при відповідній кількості вимірів kвим  для відтворення відповідної точності значення поздовжнього та поперечного суміщення   фарб:,                     

 де  Vпол – швидкість руху полотна паперу, а l міт – ширина мітки.

Розроблено і експериментально випробувано алгоритм  обробки часових характеристик імпульсних сигналів вим   та  імп   рис.5 на основі статистичного

метода визначення амплітуди Аімп імпульсного   сигналу на основі різниці максимальних значень зрізаного розподілення PT і PB: Аімп = │PT – PB│.

На  підставі визначеної  амплітуди Аімп обчислюються реальні моменти часу для фронту tфр0,5А  та для зрізу tзр0,5А  на рівні 0,5Аімп по спеціальній програмі обробки параметрів імпульсних сигналів, представлених цифровим масивом амплітуд ААЦП :

 

Рис.4.   Структурна схема дискретної системи об’єктивного визначення поздовжнього та поперечного суміщення фарб

                вим = (tфр0,5А – tпоч) ∆t              імп = (tзр0,5А– tфр0,5А) ∆t, де              (11)                

                               

∆t – шаг квантування імпульсного сигналу, поч – момент часу для початку АЦП.

Визначено, що перехід від параметрів моделі до лінійних значень поздовжнього поз та поперечного поп суміщення фарб виконується на основі часових  характеристик  за   наступними   функціональними    залежностями: поз = (вим)   поп= (імп) .

Рис.5.   Блок-схема алгоритму цифрового визначення часових характеристик імпульсних сигналів вим та імп

Для аналізу поперечного суміщення фарб  застосовується час міт , котрий дорівнює часу освітлення оптичним датчиком відносно середньої лінії мітки:               .                                                         (12)

Якщо допуск неузгодженості поперечного суміщення фарб має значення 0,01мм, то час витрачений на проходження цього шляху дорівнює:                .                                                    (13)                                                

Встановлено, що контроль точності стабілізації поперечного суміщення фарб поп   виконується за наступними виразами:

  •  якщо міт  імп > 0,01мм , то зміщено вліво,
  •  якщо  імп міт  > 0,01мм  , то зміщено вправо.

Для аналізу поздовжнього суміщення фарб поз використовується час вим , котрий дорівнює часу від tпоч до моменту tфр0,5А при реальному виміру та безпосередньо момент часу tфр.ід., який дорівнює значенню часу на рівні на рівні 0,5А у ідеальному випадку поздовжнього суміщення фарб.

Визначено,  що  поздовжнє  суміщення  фарб   відповідає    заданій    точності, якщо │ tфр.ід.вим│≤ 0,01мм . Ідеальний час tфр.ід. дорівнює різниці періоду Т повторення імпульсних сигналів, який залежить від діаметра формного циліндра d  і  швидкості  руху  полотна  паперу  Vпол  та  часу міт на

освітлення  ідеальної  середньої лінії мітки оптичним датчиком і обчислюється за наступною залежністю:

.                                          (14)

Діапазон зміни поперечного суміщення фарб, що задовольняє вимогам якісного друку, визначається по реальному діапазону зміни довжини середньої лінії:

                                  або  , де              (15)

k1 і k2 катети прямокутного трикутника мітки, або у часовому діапазоні згідно характеристики друкарської машини Vпол та тривалість імпульсного сигналу імп:

    .               (16)

Досліджено процеси стабілізації поперечного суміщення фарб та визначено, що при зменшенні поп потрібно виконувати переміщення формного циліндра управо, а при збільшенні  поп - переміщення уліво. Обробка результатів у лінійних параметрах для регулювання поперечного суміщення фарб має наступний вигляд: якщо,      (17)          

то необхідно виконувати регулювання управо на величину:  

     ,     (18)

   

 якщо,   (19)             

то виконується регулювання уліво на величину:

    .    (20)

Згідно аналізу доведено та визначено, що  система визначення та стабілізації дозволяє виконувати контроль поперечного суміщення фарб без його регулювання  тільки у діапазоні, який дорівнює половині допуску неузгодженості, тобто   0,005 мм, а якщо за певних умов поперечне суміщення фарб вийде за цей діапазон, то система визначення та стабілізації забезпечує його повернення у діапазон контролю на величину яка удвічі перевищує вихід за межи допуску неузгодженості.

Обґрунтовано, що для забезпечення точності визначення параметрів імпульсного сигналу датчик синхросигналу повинен видавати сигнали  на час поч=100÷120мксек раніше відносно початку друку, що визначається кутом φ встановлення елементів датчика на першому формному циліндрі :

                                    ,                              (21)

де d – діаметр формного циліндра.

Визначено, що стабілізація поздовжнього суміщення фарб відповідає концепції, що при зменшенні поз потрібно повернути формний циліндр по ходу руху полотна, а при збільшенні поз – повернути проти руху полотна. Аналіз результатів лінійних параметрах для регулювання поздовжнього суміщення фарб має наступний вигляд:

       якщо поз  позi < – 0,005,

то треба виконати поворот формного циліндра по ходу руху полотна на кут, який дорівнює: ,                              (22)                        

якщо поз позі > 0,005,

то треба виконати поворот формного циліндра проти руху полотна на кут, який дорівнює: .                         (23)                   

Тобто система дозволяє підтримувати поздовжнє суміщення фарб у діапазоні 0,005 мм без стабілізації, а якщо воно виходить за межі діапазону, то система виконує стабілізацію, повертаючи суміщення фарб у зазначений діапазон на величину яка удвічі перевищує вихід за межи діапазону.

Уперше теоретично обґрунтовано, розроблено і практично реалізовано засоби оптимізації процесів автоматичної стабілізації поздовжнього суміщення фарб по кожної секції друку, які будуються на основі аналізу математичних моделей суміщення фарб та використанні багатоканальних апаратних засобів перетворення інформації і об’єктивних методів її цифрової обробки.

За результатами цифрового моделювання по максимумах  перехідних характеристик ( 0,36: 0,55: 0,65: 0,80 ) для 4-х секцій друку на основі екстраполяції вперед встановлено аналітичний вираз прогнозованого максимального відхилення суміщення фарб до 8-ої секції друку, який найбільше відповідає критерію достовірності:  

           

                      X= 0,3037LN(N)+0,3487,                                            (24)                                                      

де X- максимальне значення перехідної характеристики, N- номер секцій друку.

Визначена аналітична залежність застосовується для автоматичної обробки та контролю суміщення фарб з упередженням по секціях друку.

Вимірювання суміщення фарб починаються на 2-й секції друку X21вим, що

є основою для контролю:   , де D - визначений діапазон контролю суміщення фарб, X21вим – реальне значення суміщення фарб на 2-й секції друку.

Обчислення прогнозованих максимальних відхилень суміщення фарб на наступних секціях друку для їх аналізу та визначення необхідної функції стабілізації:                                                             

                             ;           

                                  ;                    (25)                                  ………….…..……………………

                                        ,

де ∆31, ∆41, ∆N1 – прогнозовані максимальні відхилення суміщення фарб по реальному значенню 2-ої секції відповідно на 3 -, 4 -, …., N – й секції друку; X21 – максимальне значення перехідної характеристики для 2-ї секції друку.

За результатами цифрового  моделювання  та на основі аналітичної залежності максимального відхилення суміщення фарб по секціях друку визначаються секції друку,  на яких треба виконати стабілізацію суміщення фарб. Якщо при аналізі прогнозованого максимального відхилення для деякої секції друку виконується нерівність   

                                                (26)               

то можна стверджувати, що для цієї секції друку та для секцій друку з меншими номерами стабілізацію суміщення фарб виконувати не потрібно. Аналогічним чином, виконуючи вимірювання на наступних секціях  X31вим, X41вим, …., XN1вим, здійснюється контроль та визначенням прогнозованих відхилень суміщення фарб за реальними значеннями з оптимізацією процесів стабілізації по секціям друку.

Встановлено необхідність температурної стабілізації друкарських циліндрів у реальному масштабі часу, яка дозволяє забезпечити  збереження точності геометричних розмірів друкарських циліндрів та суттєво впливає на загальну оцінку суміщення фарб.

Проаналізована температурна стабілізація друкарських циліндрів у діапазоні  від    20,5°С    до    21,5°С  та   визначена   аналітична   залежність T = (R – 498,92) / 2,36, на основі якої по результатам вимірювання виконується аналіз температури перед початком циклу визначення суміщення фарб на кожній секції друку.

У п'ятому розділі – „СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПРОГРАМНО-ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ ТА  СТАБІЛІЗАЦІЇ  ПАРАМЕТРІВ  ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ „ – розглянуто та узагальнено  принципи структурної організації програмно-технічних засобів цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів рулонних друкарських машина. На основі аналізу процесів визначення технологічних параметрів та процесів їх стабілізації на основі управління виконавчими пристроями визначено, що важливим аспектом мінімізації загального часу їх виконання є використання процесорного часу для послідовного визначення параметрів для кожного процесу та формування й подачі керуючого сигналу для стабілізації, а регулювання виконується паралельно у часі з послідуючим  процесом  визначення технологічного параметра.

Обґрунтовано, що ефективним рішенням проблеми розподілення процесів у часі є застосування мультизадачності процесів визначення та стабілізації технологічних процесів на основі витісняючого алгоритму  та спеціальної програмної побудови системних засобів і структурної організації проблемно-орієнтованих засобів для розробки прикладних програм.  

Розроблено та експериментально випробувано технологію розробки прикладних програм з проблемною орієнтацією для об’єктивного цифрового визначення та стабілізації статичних і динамічних параметрів на основі застосування багатоканальних аналого-цифрових перетворювачів та цифро-аналогових перетворювачів інформації для безпосередньої стабілізації параметрів технологічних процесів, з використанням методів цифрового статистичного оцінювання і обробки параметрів.

Критерієм оцінки  модульного принципу організації проблемно-орієнтованих засобів процесів вимірювання і аналізу параметрів технологічних процесів та процесів  їх стабілізації, які визначають якісний та кількісний склад програмно-технічного забезпечення, є апріорні характеристики технологічного процесу, що  задають реальний масштаб часу τрмч.         

На основі інформаційної моделі  процесу друку  (1) та враховуючи характеристики технологічного процесу визначено максимум реального часу для мультипрограмної реалізації вимірювання, обробки та забезпечення регулювання визначеної множини параметрів:  

              ,                                                 (27)

де  τдин , τста – час для аналізу та стабілізації динамічного та статичного параметра ; nдин , nста – кількість динамічних і статичних параметрів. 

Визначено, що розробка програмних модулів вимірювання, обробки та аналізу технологічних параметрів для оптимізації часу виконання модулів при формуванні режимів роботи мультипрограмної реалізації процесів стабілізації визначається аналітичним виразом:         

,де                                     (28)

nдин = nста = n.

Вираз є узагальненим визначенням вибору  оптимального співвідношення кількості параметрів, часу їх аналізу і стабілізації та характеристик технологічного процесу.

Аналіз найбільш поширених характеристик технологічного процесу (d = 160, 180, 200мм; Vпол = 5, 8, 10 м/сек) засвідчує, що діапазон реального масштабу часу,  який визначається для функціонування програмних модулів вимірювання, аналізу та стабілізації статичних і динамічних параметрів знаходиться в межах 50,24–125,6 мсек в залежності від конструктивних особливостей рулонної друкарської машини .

Головним чинником реалізації мультипрограмного режиму є визначення черговості переключення програм та значення квантів часу процесів визначення, аналізу й стабілізації для забезпечення максимальної ефективності застосування процесорного часу, що дозволяє забезпечити реальний масштаб часу.

Обґрунтовано, що для мультипрограмної реалізації  застосовується спеціальна програмна побудова системних засобів, які складаються з незмінної частини для опису процесів  системних установок та уніфікованої частини на мові СI  рис.6, де застосовується опис і послідовність процесів визначення та стабілізації технологічних параметрів та завдання часу, який надається для виконання кожного певного визначеного процесу стабілізації технологічних параметрів та процедури, які визначають термін переключення одного процесу на інший.

Визначена концепція функціонування мультипрограмних  засобів систем об’єктивного  визначення  та  стабілізації  параметрів технологічних  процесів (вимірювання статичних і динамічних параметрів, їх обробка, аналіз та стабілізація) будується  на основі структурної організації програмних оболонок з розширенням <ім’я>.PRO, яка   об'єднує   програмні   модулі    на   проблемно-орієнтованій    мові  з

void main()

{

 Process r, t, n, m r.newProcess("C:\\IEEE_488\\FORTRAN\\FOR\\PROGRAM\\STA_N.PRO");

t.newProcess("c:\\IEEE_488\\FORTRAN\\FOR\PROGRAM\\STA_R.PRO");               n.newProcess("C:\\IEEE_888\\FORTRAN\\FOR\\PROGRAM\\DIN.PRO");

m.newProcess("c:\\IEEE_488\\FORTRAN\\FOR\\PROGRAM\\STA_T.PRO");

        r.endProcess(2);

       t.endProcess(2);

       n.endProcess(8);

       m.endProcess(1);

}

Рис.6. Уніфікована програмна побудова мультипрограмної реалізації на мові СI

розширенням  <ім’я>.DAT  та виконуються інтерпретаром  з цієї  мови під керуванням мультипрограмної операційної системи .  

Програмні оболонки для уніфікованої програмної побудови мультипрограмної реалізації мають наступний склад програмних модулів:

STA_N.PRO  – програмна оболонка (натяг при намотуванні)

NSTA_N.DAT       програмний модуль вимірювання та статистичної обробки статичних параметрів

SSTA_N.DAT програмний модуль аналізу

RSTA_N.DAT програмний модуль регулювання натягу

STA_R.PRO –       програмна оболонка (натяг при розмотуванні)

NSTA_R.DAT       програмний модуль вимірювання та статистичної    обробки статичних параметрів

SSTA_R.DAT  програмний модуль аналізу

RSTA_N.DAT       програмний модуль регулювання натягу

DIN.PRO –           програмна оболонка (суміщення фарб)

NDIN.DAT          програмний модуль вимірювання та  обробки динамічних параметрів

SDIN.DAT          програмний модуль аналізу

RSTA_N.DAT     програмний модуль регулювання суміщення фарб

STA_T.PRO –           програмна оболонка (температура)

NSTA_T.DAT          програмний модуль вимірювання та статистичної обробки  статичних параметрів

SSTA_T.DAT    програмний модуль аналізу

RSTA_N.DAT          програмний модуль регулювання температури

ВИСНОВКИ

 

Вирішено важливу науково-прикладну проблему створення систем об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин.  При цьому отримано такі результати:

  1. Розроблено  наукові основи об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів,  які полягають  у створенні методів та засобів автоматичного цифрового визначення та прогнозованої стабілізації технологічних параметрів у реальному масштабі часу, з застосуванням структурної  організації програмно-технічних засобів, та ґрунтуються на результатах моделювання технологічного процесу друку.

2. На основі проведеного аналізу сучасного стану та тенденцій побудови засобів визначення та регулювання параметрів технологічних процесів рулонних друкарських машин визначено необхідність створення засобів об'єктивного цифрового визначення технологічних параметрів поліграфічного устаткування та їх стабілізації у реальному масштабі часу, що підвищує точність та достовірність визначення параметрів друку, забезпечує ефективність стабілізації параметрів технологічних процесів та дозволяє  досліджувати процеси в інтеграції, як цілісну, параметрично пов’язану систему, результатом функціонування якої є підвищення якості друкованої продукції.

3. На підставі аналізу теоретичних та технологічних аспектів функціонування  рулонних друкарських машин розроблено та обґрунтовано узагальнену інформаційну модель стабілізації технологічних параметрів у рулонних друкарських машинах,  яка  дозволяє визначити загальний напрямок проектування систем об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів, вирішити практичні шляхи реалізації та забезпечити оптимізацію процесів визначення та стабілізації. За результатами досліджень систем регулювання технологічними процесами друку у рулонних друкарських машинах та  згідно визначених параметрів моделей компонентів стабілізації розроблено структурну схему об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів друку.

4. Доведена актуальність опису процесів вимірювання,  аналізу та регулювання технологічних параметрів на єдиній  інформаційній та технічній базі, що надає передумови для організації систем визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів у рулонних  друкарських машинах по новій концепції, на основі засобів з проблемною орієнтацією для побудови інтегрованого середовища керування процесом друку. Встановлено, що частотний діапазон технічних засобів аналого-цифрового перетворення інформації в 0,5-1мгц і вище та програмного керування процесом друку від 200 мгц дозволяє здійснювати визначення та стабілізацію параметрів технологічних процесів  рулонних  друкарських машин у реальному масштабі часу.

5. Уперше розроблено комплексний метод статистичної об'єктивної цифрової обробки результатів вимірювання статичних параметрів,  для  яких  головним чинником їх достовірності є гіпотеза про розподілення статистичних характеристик у відповідності з законом Гауса, з використанням математичного  аналізу за критерієм 2 та за критерієм Шовене для виявлення та корекції підозрюваних вимірів. Доведена важливість виявлення та корекції підозрюваних вимірів на основі об'єктивного обчислення значення ймовірності відносно стандартного відхилення, яке  виконується на основі побудованого полінома 5-го ступеня, для якого достовірність апроксимації визначення ймовірності наближається до 1.

6. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено інтеграцію застосування машино-залежної та алгоритмічної мов програмування для  створення програмних засобів з проблемною орієнтацією, що надає можливість підвищити загальну достовірність результатів об'єктивного вимірювання та регулювання параметрів технологічних процесів рулонних друкарських машин, за рахунок уніфікації побудови прикладних програм.  

7. Уперше запропоновано і науково обґрунтовано інтегрований метод об’єктивного цифрового визначення поздовжнього  та поперечного суміщення фарб. Доведено, що використання об’єктивних методів дискретного визначення параметрів  суміщення фарб на основі високоточних АЦП під управлінням ПЕОМ, дозволяє забезпечити точність обробки параметрів суміщення фарб до 0,01-0,005 мм за рахунок алгоритмів цифрової обробки амплітудно-часових параметрів імпульсних сигналів, які моделюють параметри  суміщення фарб.

8. Уперше на основі результатів цифрового моделювання суміщення фарб по п’яти секціях друку виконано екстраполяції вперед по максимумах перехідних характеристик суміщення фарб відносно першої секції друку та отримано аналітичні залежності визначення прогнозованого максимального відхилення поздовжнього суміщення фарб до 8-ої секції друку, який відповідає критерію достовірності  0,978,  та забезпечує  теоретичне визначення можливого зміщення фарб на наступних секціях друку для адаптивної  стабілізації  поздовжнього суміщення фарб.  

9. На підставі аналізу перехідних характеристик регулюючої дії суміщення фарб обґрунтовано, що застосування методу аналізу вимірювання відносно першої секції друку та регулювання за рахунок зміни фази формного циліндра дозволяє мінімізувати процес стабілізації суміщення фарб без компенсації взаємної регулюючої дії, тобто виконувати стабілізації тільки на обраній секції друку.

10. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність температурної стабілізації суміщення фарб, яка задовольняє критерію мінімізації часу для визначення температури на основі побудованої аналітичної залежності та забезпечує необхідну точність вимірювання оптимальної робочої температури (20,5-21,50С) друкарських циліндрів, що обумовлює упереджену стабілізацію поздовжнього суміщення фарб.

11. Обґрунтовано та розроблено технологію формального опису процесів та засобів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів процесу друку та систему інтерпретації інтегрованого середовища компонентів структури опису, що забезпечує ефективність побудови прикладних програм    на основі проблемно-орієнтованої мови.  

12. Досліджено та встановлено, що використання структурної організації програмних засобів визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів на єдиній  інформаційній платформі, з використанням проблемної орієнтації  опису  процесів, дозволяє оптимізувати побудову процесів визначення та стабілізації технологічних параметрів за рахунок ефективної організації проблемно-орієнтованого забезпечення на основі інтегрованих оболонок,  побудованих з використанням модульного принципу

13. Проаналізовано та  визначено основні тенденції побудови засобів мультипрограмування для визначення й стабілізації параметрів  технологічних процесів у рулонних друкарських машинах на основі застосування багатоканальних, швидкодіючих засобів перетворення інформації, що дозволяє оптимізувати час пріоритетного доступу для вимірювання і регулювання алгоритмічно визначених технологічних параметрів та сприяє ефективності стабілізації множини параметрів у реальному масштабі часу.

14. Економічний ефект впровадження методів та програмно-технічних засобів   об'єктивного цифрового визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин  складає 505,1 тис. грн.  

Основні положення дисертації викладені в роботах:

  1.  Морфлюк В. Ф. Цифрове визначення та стабілізація параметрів технологічних процесів у рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк. – К. : ВПЦ "Київ. політехніка", 2008. – 164 с.
  2.  Киричок П. О. Температурна стабілізація процесів суміщення фарб у рулонних друкарських машинах / П. О. Киричок, В. Ф. Морфлюк, В. Г. Олійник // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2008. – № 2. – С. 158–164.
  3.  Киричок П. О. Структурна побудова мультизадачності процесів визначення та стабілізації технологічних параметрів у рулонних друкарських машинах / П. О. Киричок, В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2009. – № 1/2. – С. 56–62.
  4.  Морфлюк В. Ф. Автоматизація процесу підготовки друкарського аркушу на основі машино-орієнтованих програмних засобів / В. Ф. Морфлюк, М. В. Оніщук // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2009. – № 3. – С 8–13.
  5.  Морфлюк В. Ф. Автоматизація визначення оптичних характеристик фотополімерних композицій УФ-лаків і лакованих відбитків / В. Ф. Морфлюк, В. В. Чуркін, К. Д.Стеценко // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2009. – № 4.– С. 16–23.
  6.  Морфлюк В. Ф. Інтегрована система автоматичної стабілізації процесів суміщення фарб у багатосекційних рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2007. – № 3/4. – С. 130–136.
  7.  Морфлюк В. Ф. Узагальнена інформаційна модель процесів стабілізації технологічних параметрів у рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2006. – № 5. – С. 59–63.
  8.  Морфлюк В. Ф. Інтегрований метод цифрового контролю суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2003. – № 3. – С. 63–64.
  9.  Морфлюк В. Ф. Автоматизація процесів статистичного визначення натягу полотна паперу у рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2008. – № 1. – С. 89–96.
  10.  Морфлюк В. Ф. Уніфікований алгоритм оптимізації регулюючої дії поздовжнього суміщення фарб для рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2006. – № 1/2. – С. 101–107.
  11.  Морфлюк В. Ф. Автоматизація процесів контролю технологічних параметрів поліграфічного устаткування / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2001. – № 1. – С. 34–35.
  12.  Морфлюк В. Ф. Проблемно–орієнтовані  засоби  керування технологічним процесом друку / В. Ф. Морфлюк // Комп'ютерні технології друкарства : зб. наук. пр. / УАД. – 2002. – № 8. – С. 62–66.
  13.  Морфлюк В. Ф. Метод цифрової обробки амплітудних параметрів імпульсних сигналів для контролю суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2004. – № 1. – С. 42–45.
  14.  Морфлюк В. Ф. Метод цифрового контролю суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2004.– № 2. – С. 39–41.
  15.  Морфлюк В. Ф. Статистичне оцінювання та визначення натягу паперового полотнища у рулонних друкарських машин / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2003. – № 3. – С. 62–64.
  16.  Морфлюк В. Ф. Технологія інтегрованого цифрового регулювання суміщення фарб у рулонних друкарських машин / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2004. – № 3. – С. 47–49.
  17.  Морфлюк В. Ф. Проблемно-орієнтовані засоби автоматизації управління  процесом натягування паперового полотнища / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2002. – № 6. – С. 66–67.
  18.  Морфлюк В.Ф., Автоматизація обчислення статичної обмінної ємності волокнистих матеріалів / В.Ф. Морфлюк, О.В. Жалніна, В.В. Чуркін // Друкарство. – 2001.– № 4. – С.78–79.
  19.  Морфлюк В.Ф. Друкарсько-технічні властивості паперу нового композиційного   складу / О.М. Величко, О.В. Зоренко, В.Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2003.– № 2. – С.72–74.
  20.  Морфлюк В. Ф. Технологія цифрового регулювання поздовжнього суміщення фарб у рулонних друкарських машин / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2003.– № 4. – С. 51–53.
  21.  Морфлюк В. Ф. Автоматизована система дискретного регулювання натягу полотна паперу стрічкоживільного пристрою рулонних друкарських машин / В. Ф. Морфлюк, В. В. Чуркін // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2003. – № 2. – С. 88–93.
  22.  Морфлюк В. Ф. Засоби автоматичного цифрового регулювання поперечним зміщенням полотнища паперу в рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк, Л. Д. Шабас // Друкарство. – 2003.– № 5. – С. 38–41.
  23.  Морфлюк В.Ф. Друкарські властивості нового офортного  паперу  / О.М. Величко, О.В. Зоренко, В.Ф. Морфлюк // Наук. зап. : наук.-техн. зб. / УАД. – 2003. – Вип. 6. – С. 43–46.
  24.  Морфлюк В. Ф. Автоматизовані засоби вимірювання кислотності у процесі друку / В. Ф. Морфлюк, В. В. Чуркін, К. Д. Стеценко // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2007. – № 3/4. – С. 49–53.
  25.  Морфлюк В. Ф. Уніфікований алгоритм цифрової стабілізації параметрів суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2004.– № 6. – С. 27–30.
  26.  Морфлюк В. Ф. Статистичне визначення та  регулювання параметрів суміщення фарб у рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2004. – № 4. – С. 92–96.
  27.  Морфлюк В. Ф. Проблемно-орієнтовані засоби контролю та регулювання параметрів суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2005. – № 1. – С. 39–43.
  28.  Морфлюк В. Ф. Метод корекції перешкод при скануванні технологічних міток для підтримки точності регулювання суміщення фарб / В. Ф. Морфлюк // Технологія та техніка друкарства : зб. наук. пр. / Вид.-полігр. ін-т НТУУ "КПІ". – 2005. – № 1. – С. 34–39.
  29.  Морфлюк В. Ф. Автоматизація вимірювання статичних параметрів технологічних процесів у рулонних друкарських машин / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2005. – № 3. – С. 47–50.
  30.  Морфлюк В. Ф. Мультипрограмні засоби стабілізації параметрів технологічних процесів у рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2005. – № 6. – С. 44–46.
  31.  Морфлюк В. Ф. Метод оптимізації регулювальної дії суміщення фарб на багатосекційних рулонних друкарських машинах / В. Ф. Морфлюк // Друкарство. – 2006. – № 3. – С. 40–43.
  32.  Морфлюк В. Ф. Статистична оцінка відтворення штрихових кодів тамподруком на пакованнях з алюмінію / В. Ф. Морфлюк, Н. С. Микитів, С. Яцукевич // Наук. зап. : наук.-техн. зб. / УАД. – 2006. – Вип. 9. – С. 14–17.
  33.    Патент № 53168 А, Україна.  Папір для виготовлення офортів / Жалніна О.В., Стеценко К.Д., Чуркін В.В., Морфлюк В.Ф.  – Чинний від 27.03.2002.
  34.  Патент № 62338 А, Україна. Флексографська друкарська машина / Морфлюк В. Ф., Балабан О. Т., Войтович А. М., Никифорук Б. В., Чуркін В. В. – Чинний від 15.12.2003.
  35.  Патент № 68680 А, Україна. Флексографічна друкарська машина / Морфлюк В. Ф., Балабан О. Т., Войтович А. М., Никифорук Б. В., Чуркін В. В. – Чинний від 10.04.2007.
  36.  Морфлюк В. Ф. Метод цифровой обработки пьедестала импульсных сигналов с повышенным быстродействием / В. Ф. Морфлюк // Тезисы II Всесоюз. науч.-техн. конф. "Измерение параметров формы и спектра радио-технических сигналов. – Х., 1989. – С. 225–226.
  37.  Морфлюк В. Ф. Параметрическая идентификация сигналов сложной форми : сб. тез. докл. конф. / В. Ф. Морфлюк // Тезисы науч.-техн. конф. "Методы и микроэлектронные средства цифрового преобразования сигналов SIAP-89". – Рига, 1989. – С.139–140.
  38.  Morfluk V. The problem-oriented means of automatic stabilization of parameters of technological processes in rolled printed machines / V. Morfluk, V. Churkin / Proc. of the reports of the international scientific conference UNITECH’05. – Gabrovo, 2005. – S. 315–319.
  39.  Морфлюк В. Ф. Цифровой контроль приводки красок в ротационных флексографических печатных машинах / В. Ф. Морфлюк // Пр. Міжнар. наук.-техн. конф. "Виробництво гофрованого картону та гофротари". – К., 2006. – С. 48–56.
  40.  Morfluk V. Automation of processes of control and stabilization of longitudinal combination of paints in roll printing-presses / V. Morfluk, V. Churkin // Proc. of the reports of the international scientific conference UNITECH’07. – Gabrovo, 2007. – S. 67–71.
  41.  Morfluk V. Digital tools of objective determination of pull of linen of paper in roll printing presses / V. Morfluk, V. Churkin // Proc. of the reports of the international scientific conference UNITECH’09. – Gabrovo, 2009. – S. 599–602.

                                                    АНОТАЦІЯ

Морфлюк В.Ф.  Наукові основи об'єктивного цифрового визначення та стабілізації  параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин. – Рукопис.

Дисертації на здобуття наукового ступеня  доктора технічних наук  за спеціальністю 05.05.01  „Машини і процеси поліграфічного виробництва”. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2010.

Дисертації присвячена розробленню наукових основ об'єктивного цифрового визначення та стабілізації  параметрів технологічних процесів  рулонних друкарських машин. Розроблено узагальнену інформаційну модель визначення та стабілізації технологічних параметрів процесу друку та обґрунтовано теоретичні та технологічні аспекти оптимізація прогнозованого часу про можливе відхилення технологічних параметрів. Визначено новий підхід до прогнозованої цифрової стабілізації параметрів технологічних процесів на основі структурної організації програмно-технічних засобів.

       Запропоновано основні підходи та розроблено метод об'єктивного статистичного оцінювання та визначення натягу та бокового зміщення паперового полотна. Обґрунтовано та розроблено інтегрований метод дискретного визначення параметрів повздовжнього та поперечного суміщення фарб на основі цифрової обробки параметрів імпульсних сигналів при скануванні технологічних міток. Встановлено аналітичні залежності для стабілізації параметрів та розроблено методику прогнозованої стабілізації поздовжнього та поперечного суміщення фарб, що базується на результатах математичного моделювання процесів суміщення фарб.   

       Розроблено нову концепцію  побудови формального опису процесів та засобів об'єктивного цифрового визначення та стабілізації технологічних параметрів процесу друку та систему інтерпретації інтегрованого середовища компонентів структури опису, що забезпечує ефективність організації прикладних програмних засобів на основі інтегрованих оболонок,  побудованих з використанням модульного принципу. Обґрунтовано та показано нові функціональні можливості структурної  організації програмних засобів  визначення та стабілізації параметрів технологічних процесів, що дозволяє оптимізувати  процеси стабілізації у реальному масштабі часу.

Ключові слова: рулонні  друкарські машини, технологічний процес друку, стабілізація параметрів, об'єктивне цифрове визначення, аналого-цифровий і цифро-аналоговий перетворювач, натяг полотна, стрічкоживильний пристрій, стрічконамотувальний пристрій, бокове зміщення, технологічна мітка, поздовжне та поперечне суміщення фарб, програмно-технічні засоби, реальний масштаб часу.

АННОТАЦИЯ

Морфлюк В.Ф.  Научные основы объективного цифрового определения и стабилизации  параметров технологических  процессов  рулонных печатных машин.

Рукопись.  

Диссертация на соискание ученой степени  доктора технических наук  по специальности 05.05.01  „Машины и процессы полиграфического производства”. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2010.

Диссертация посвящена разработке научных основ объективного цифрового определения и стабилизации  параметров технологических процессов  рулонных печатных машин. Разработана обобщенная информационная модель определения и стабилизации технологических параметров процесса печати и обоснованы теоретические и технологические аспекты минимизации прогнозируемого времени о возможном отклонении технологических параметров. Определен новый подход к прогнозированию цифровой стабилизации параметров технологических процессов.

       Предложены основные подходы и разработан метод объективного статистического оценивания и определения натяжения и бокового смещения бумажного полотна. Обоснован и разработан интегрированный метод дискретного определения параметров продольного и поперечного совмещения красок на основе цифровой обработки параметров импульсных сигналов при сканировании технологических меток. Установлены аналитические зависимости для стабилизации параметров и разработана методика прогнозируемой стабилизации продольного совмещения красок, которая основывается на результатах математического моделирования процессов совмещения красок.   

Аргументировано применение машинно-ориентированного языка программирования для эффективного построения программных средств управления техническими средствами, что  обеспечивает оптимизацию времени для объективного определения технологических параметров в рулонных печатных машинах статистическим методом и повышает достоверность измерения, и стабилизации в реальном масштабе времени.

Осуществлен теоретический анализ математических моделей совмещения красок в многосекционных рулонных печатных машинах и определены основные динамические свойства процесса регулирования при стабилизации продольного совмещения красок на каждой секции печати. Решена задача поддержания оптимальной рабочей температуры печатных цилиндров для обеспечения объективной температурной стабилизации совмещения красок на основе аналитической зависимости определения температуры, что удовлетворяет критерию минимизации времени. По результатам анализа переходных характеристик регулирующего воздействия на процесс совмещения краски определено, что применение метода анализа измерения относительно первой секции печати и регулирование за счет изменения фазы формного цилиндра позволяет оптимизировать процесс измерения и стабилизацию совмещения красок за счет исключения компенсации взаимного регулирующего действия. Разработана и экспериментально испытана подсистема цифровой стабилизации положения боковой кромки полотна бумаги, позволяющая оптимизировать процессы стабилизации поперечного совмещения красок на последующих секциях печати,  и обеспечивает плотность и качество наматывания запечатываемого бумажного полотна в рулон.

       Разработана новая концепция построения формального описания процессов и средств  объективного цифрового определения и стабилизации технологических параметров процесса печати и система интерпретации интегрированной среды компонентов структуры описания, которая обеспечивает эффективность организации прикладных программ на основе интегрированных оболочек, которые строятся по модульному принципу. Обоснованы и показаны новые функциональные возможности структурной  организации программных средств определения и стабилизации параметров технологических процессов, которые позволяют оптимизировать  процессы стабилизации в реальном масштабе времени.

Разработаны и запатентованы новые средства автоматической стабилизации натяжения полотна бумаги лентопитающего и лентопринимающего  устройств флексографической печатной  машины.

Ключевые слова: рулонные  печатные машины, технологический процесс печати, стабилизация параметров, объективное цифровое определение, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, натяжение полотна, лентопитающее устройство, лентопринимающее устройство, боковое смещение, технологическая метка, продольное совмещение красок, поперечное совмещение красок, программно-технические средства, реальный масштаб времени.

SUMMARY

The Morfluk V.F.  Scientific bases of objective digital determination and stabilization  of parameters of technological processes  of roll printing-presses.- Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of Doctor of Engineering Sciences  after speciality 05.05.01  „Machines and Processes of Printing Production". - the National technical university of Ukraine the "Kiev polytechnic institute", Kiev, 2010.

Dissertation is devoted to the decision of scientific bases of objective digital determination and stabilization  of parameters of technological processes  of roll printing-presses. The generalized informative model of determination and stabilization of technological parameters of process of printing is developed and the theoretical and technological aspects of minimization of the forecast time about possible rejection of technological parameters are grounded.

       Basic approaches are offered and the method of objective statistical evaluation and determination of pull and lateral displacement of paper linen is developed. Integrated method of discrete determination of parameters of longitudinal and transversal combination of paints on the basis of digital treatment of parameters of impulsive signals at scanning of technological marks is grounded and developed. Analytical dependences are set for stabilization of parameters and the method of the forecast stabilization of longitudinal combination of paints, which is based on the results of mathematical design of processes of combination of paints, is developed.   

Application of the computer-oriented programming language for effective construction of softwares of control by hardwares is argued, that  provides optimization of time for objective determination of technological parameters in roll printing-presses by a statistical method and promotes authenticity of measuring and stabilizations in the real time.

The theoretical analysis of mathematical models of combination of paints is carried out in multisectional roll printing-presses and basic dynamic properties of process of adjusting during stabilization of longitudinal combination of paints on every section of printing are definite. The task of maintenance of optimum working temperature of printing cylinders for providing of objective temperature stabilization of combination of paints on the basis of analytical dependence of determination of temperature is decided, that satisfies to the criterion of minimization of time. On results the analysis of transitional descriptions of regulative influence on the process of combination of paint it is definite, that application of method of analysis of measuring in relation to the first section of printing and adjusting due to the change of phase of form cylinder allows to optimize the process of measuring and stabilization of combination of paints due to the exception of compensation of mutual regulative action. It is developed and experimentally tested subsystem of digital stabilization of position of lateral edge of linen of paper, allowing to optimize the processes of stabilization of transversal combination of paints on the subsequent sections of printing,  and provides a closeness and quality of winding of the paper linen sealed up in a roll.

       A new conception of construction of formal specification of processes and facilities  of objective digital determination and stabilization of technological parameters of process of printing is developed and system of interpretation of the integrated environment of components of structure of description, which provides efficiency of organization of the application programs on the basis of the integrated shells which are built on module principle is developed also. New functional possibilities of structural  organization of program facilities of determination and stabilization of parameters of technological processes which allow to optimize  the processes of stabilization in the real time are grounded and shown.

New facilities of automatic stabilization of pull of linen of paper of devices of fleksografical  printing-press are developed and patented.

Keywords: roll  printing-presses, technological process of printing, stabilization of parameters, objective digital determination, analog-digital transformer, digital-analog transformer, pull of linen, lateral displacement, technological mark, longitudinal combination of paints, transversal combination of paints, soft- and hard-wares, the real time.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59178. Призначення етичного кодексу при регулюванні діяльності різних служб та підприємств 30 KB
  Познайомитися з призначенням етичних кодексів при регулюванні діяльності різних служб підприємств груп. Посібники: Розяснення принципів написання етичних кодексів роздавальний матеріал. Приклади етичних кодексів роздавальний матеріал див. Аналізуються приклади етичних кодексів.
59179. Якщо краса позбавлена душі за новелою Томаса Манна: Смерть у Венеції 36.5 KB
  Художні особливості твору: карнавальний принцип значення деталі позиція оповідача афористичність традиційні і новаторські засоби відображення дійсності поєднання реалізму з модернізмом вплив імпресіонізму експресіоністичні елементи...
59180. Урок - елегія за творчістю Лесі Українки. Я маю те, що в серці не вмирає 32 KB
  Стояла я і слухала весну Вона мені багато говорила. Співала пісню дзвінку й голосну То знов таємнотихо шепотіла Вона мені співала про любов Про молодощі радощі надії Вона мені переспівала знов Те що давно мені співали мрії.
59181. Ярій, душе! Ярій, а не ридай... Сценарій літературного вечора, присвяченого В. Стусу 47.5 KB
  У листі від 25 квітня 1970 року до сина Василь згадує як він з самого дитинства було йому менше року уперше відчув себе самотнім: мама в полі довкола нікого нема. Вересень у житті Стуса роковий: 20 вересня 1965 року його відраховують із аспірантури інституту літератури...
59183. Ясна зоря нашого письменства. Сценарій лекторію, присвячений річниці від дня народження Марка Вовчка 77.5 KB
  Тарас Григорович Шевченко повертався із заслання, коли несподівано його затримали в Нижньому Новгороді. Це було прикро, тяжко і навіть страшно після десяти років солдатчини. Начебто і свобода, і нема її. А як хотілось побачити давніх друзів!
59184. Урок обміну досвідом з природознавства: Я розкажу про Україну 31 KB
  Старицький До України уривок Моя Україно Як я тебе любив Твої луги твої степи розлогі Дніпра ревучого славетнії пороги. На цих уроках ми побували в багатьох місцях України дізнались багато нового і цікавого про життя та працю людей природні умови рослинний і тваринний світ різних куточків нашої землі.
59185. Нехай панують на землі добро і справедливість. Сценарій для молодших школярів 44 KB
  От саме в цій країні якось йшли вулицею хлопчик і дівчинка. Хлопчик: Що це Дівчинка: Це мабуть Чарівна паличка. Хлопчик: Як нам пощастило Тепер у нас буде скільки завгодно морозива жуйок тістечок.
59186. Навчаємось разом з героями казок. Cценарій заняття для малят у дитячому садочку 44 KB
  У проведенні заняття беруть участь діти їхні батьки рідні вихователі дитячого дошкільного закладу. Оскільки діти запросили в гості до себе своїх батьків та рідних то вони першими заходять до кімнати й зручно розташовуються.