一种分布式UVA固化控制系统的制作方法

本发明涉及uva固化控制领域，特别涉及一种分布式uva固化控制系统。

背景技术

现在印刷行业主要采样uv汞灯进行光固化，存在用电量大、汞灯寿命短、产品含汞等弊端，各印刷厂家一直在寻求节能替代产品，以减低运营成本。

uvaled灯光量子效率提升迅速，对比之前uv汞灯，具有寿命长、不含汞、能实现瞬时的开关、输出功率不受环境温度影响的优点，因而利用uvaled灯替换传统汞灯成为印刷行业的首选。但uvaled也有其固有的限制，uvaled固化光源需要工作在大电流环境下以实现高光强输出，因而导致灯珠分布密度高、热量不容易发散，特别是当出现led电源或ac电源电流过大时，如果没有及时的电流及功率限制，很容易造成灯珠过热而失效（灯珠烧毁）；uvaled内部芯片引线不能承受剧烈的温度变化，否则很容易导致有温度带来的机械冲击，极端情况下将导致引线断裂，灯珠失效；此外，uvaled灯珠内部含有固定部件如焊料、胶水、光学透镜等，部分材料在剧烈的温度变化情况下，会加快其性能的衰减，导致光衰慎重可靠性的问题。因此，严格控制uvaled工作电流和温度变化情况，实现快速的过流保护，对于减少uvaled失效或严重光衰起着至关重要的作用。

中国专利公开号cn206709026u，公开日2017年12月05日，发明创造的名称为一种uv固化灯通风设备控制系统，该申请案公开了一种uv固化灯通风设备控制系统，包括plc控制器、uv固化灯、开关单元、执行单元、通风设备和声光报警器。其不足之处在于无法结合实际印刷品的照射区域、油墨色差及型号等情况，进行uvaled固化灯的独立控制。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于解决上述现有技术存在的无法对电流及功率限制、温度变化实现精确控制，容易导致uvaled灯珠失效等问题，提供了一种分布式uva固化控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分布式uva固化控制系统，包括：集中控制器1；若干工作通道，与所述集中控制器1连接；所述集中控制器1为可编程控制器plc或单片机；用于设置工作通道参数，显示工作通道工作状态的人机界面模块2，与所述集中控制器1连接；以及，供电检测及紧急制动模块3，与所述集中控制器1连接，所述供电检测及紧急制动模块3检测到供电异常或接收到紧急制动信号后，向所述集中控制器1发送关闭输出信号；所述工作通道，包括：uva光源4；uva电源5；用于检测所述uva光源4电流的uva光源检测模块7，与所述集中控制器1连接；用于检测所述uva电源5的电压电流信号，控制uva光源4输出的uva电源检测模块6，与所述集中控制器1连接；所述集中控制器1接收到关闭输出信号后，不予开机或在工作状态下通过uva电源检测模块6关闭uva光源4输出；以及，设置在所述uva光源4周围，用于调节uva光源4温度的温控装置8，温控装置8与所述集中控制器1连接。

本发明中，控制系统包括n个各自独立的通道，通过人机界面模块2下发控制指令，在各自电源检测模块的控制下，可分别实现独立的工作状态设置（开灯/关闭/功率设置/电压及电流的保护等），结合实际印刷品的照射区域、油墨色差及型号等情况，可任意设置各模块（对应与照射区域）的功率及工作时间实现节能最大化。

本发明中，在uva电源检测模块6电流控制的基础上增加外部的电流电压检测，可以确保系统在功率调整中的稳定性（避免环路振荡）及系统可靠运行。

作为优选，所述uva光源检测模块7包括用于检测uva光源4温度的温度探头、用于检测uva光源4uv量的uv量检测探头以及信号转换单元。

本发明，所述信号转换单元将检测到的温度信号和uv量信号转化为数字量，通过rs485接口传送到所述集中控制器1。

作为优选，所述工作通道参数包括但不限于：工作电压、工作电流、工作时序、保护电压、保护电流、极限工作温度、uva光源辐射量、uva光源4开关功率和/或uva光源4温度变化率。

作为优选，所述温控装置8为风冷装置。

作为优选，所述温控装置8为或水冷装置。

本发明，通过加快水冷的流速或风扇转速的转速调节uva光源4的工作温度。

本发明的有益效果：（1）控制系统包括n个各自独立的通道，通过人机界面模块2下发控制指令，在各自电源检测模块的控制下，可分别实现独立的工作状态设置（开灯/关闭/功率设置/电压及电流的保护等），结合实际印刷品的照射区域、油墨色差及型号等情况，可任意设置各模块（对应与照射区域）的功率及工作时间实现节能最大化；（2）通过uva光源温度检测模块获得uva光源的工作温度，与设定的极限工作温度做对比，发现超出极限工作温度则降低uva光源功率并最终关闭led电源，实现uvaled极限工作温度的保护；监测uva光源工作温度的变化率，通过调节外部风冷的转速或或水冷的流量及水温，将uvaled温度上升率及下降率限制在设定的范围内，避免剧烈的温度冲击，以降低uvled的光衰，延长uvled的使用寿命；（3）在led驱动器提供电流控制的基础上增加外部的电流电压检测，可以确保系统在功率调整中的稳定性（避免环路振荡）及系统可靠运行。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图中：1、集中控制器，2、人机界面模块，3、供电检测及紧急制动模块，4、uva光源，5、uva电源、6、uva电源检测模块，7、uva光源检测模块，8、温控装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种分布式uva固化控制系统，如图1所示，包括：集中控制器1；用于设置工作通道参数，显示工作通道工作状态的人机界面模块2，与所述集中控制器1连接；供电检测及紧急制动模块3，与所述集中控制器1连接，所述供电检测及紧急制动模块3检测到供电异常或接收到紧急制动信号后，向所述集中控制器1发送关闭uva光源4输出的信号；以及若干工作通道，与所述集中控制器1连接，所有工作通道构成一个uvaled整灯。所述集中控制器1为可编程控制器plc或单片机。

工作通道，包括：uva光源4；uva电源5；用于检测所述uva光源4电流的uva光源检测模块7，与所述集中控制器1连接；用于检测所述uva电源5的电压电流信号，控制uva光源4输出的uva电源检测模块6，与所述集中控制器1连接；所述集中控制器1接收到关闭输出信号后，不予开机或在工作状态下通过uva电源检测模块6关闭uva光源4输出；以及，设置在所述uva光源4周围，用于调节uva光源4温度的温控装置8，温控装置8与所述集中控制器1连接。

集中控制器1与人机界面模块2通过rs232接口相连，通过人机界面模块2来设置各工作通道的工作电压、工作电流、工作时序、保护电压电流、uva光源开关功率、温度变化率等参数，发布各工作通道实际的工作状态等信息。

集中控制器1与供电检测及紧急制动模块3通过gpio实现信号连接，在检测到供电电源异常或接受到紧急制动信号后，系统不予开机或在工作状态下立即通过集中控制器1控制uva电源检测模块6关闭uva光源4输出。

集中控制器1通过rs485接口和/或相关接口，如can、modbus等，与电源检测模块相连，实现信息交换；电源检测模块通过3线制实现对uva电源5的电压电流检测，采用2芯线与uva电源5相连；电源检测模块接收集中控制器1下发的命令，保存由集中控制器1发出的功率时间配置表信息及保护极限参数值，并通过0-10v信号实现对uva电源5的功率控制；电源检测模块实现对uva电源5输出电压及电流的精准测量，与设置的各保护参数实时对比，一经发现异常，立即通过0-10v接口关闭uva光源4输出，同时通过rs485接口上传异常信息；电源检测模块将检测数据定时反馈给集中控制器1，用于数据分析。

集中控制器1通过rs485接口和/或相关接口，如can，与uva光源检测模块7相连，uva光源检测模块7中的模数转换单元将温度及uv量检测探头接收的信号转成数字信号，通过rs485接口传送到集中控制器1。uva电源5与uva光源4直接通过+/-导线相连，以提供uva光源4工作需要的能量。

控制系统包括n个各自独立的通道，通过人机界面模块2下发的指令，在各自电源检测模块的控制下，可分别实现独立的工作状态设置（开灯/关闭/功率设置/电压及电流的保护等），结合实际印刷品的照射区域、油墨色差及型号等情况，可任意设置各模块（对应与照射区域）的功率及工作时间实现节能最大化。如：油墨a需要的是100%额定功率输出，油墨b需要75%的额定功率输出，油墨c需要60%额定功率输出。印刷部件的尺寸占用全部的照射区，则启动所有n个通道；假如印刷部件只占用一部分照射区，则仅启动对应的几个通道如中间5个通道；这些设置通过人机界面模块2完成，并由集中控制器1下达到各对应的电源检测模块。

集中控制器1通过uva光源检测模块7获得uva光源4的工作温度，与设定的极限工作温度做对比，发现超出极限工作温度则降低uva光源4功率并最终关闭led电源，实现uvaled极限工作温度的保护；监测uva光源4工作温度的变化率，通过调节外部风冷的转速或水冷的流量或及水温，将uvaled温度上升率及下降率限制在设定的范围内，避免剧烈的温度冲击，以降低uvled的光衰，延长uvled的使用寿命。

具体实现方法是：如温度上升率过高，则加快水冷的流速度或风扇转速（如10%），并继续监控温度变化率约3分钟，假如满足要求，则固定在这个水冷的流速或风冷的风扇转速，反之则进一步加大流速或风冷的风扇转速；如温度下降率过快，则降低水冷的流速度或风扇转速（如10%），并继续监控温度变化率约3分钟，假如满足要求，则固定在这个水冷的流速或风冷的风扇转速，反之则进一步降低流速或风冷的风扇转速。

集中控制器1通过uva光源检测模块7获取uva光源的辐射量，与设定的辐射量作对比，调整uva光源的输出功率，实现uva辐射量的准确控制，避免uvaled长期工作产生光衰造成的印刷质量降低。

以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。