Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Druckmaschine sowie ein Verfahren zum Steuern einer Druckmaschine.

Moderne Druckmaschinen sind komplexe Systeme, welche aus einer Vielzahl von Komponenten und Subsystemen bestehen. Mit zunehmendem Betriebsalter nimmt die Ausfallhäufigkeit einzelner Komponenten zu. Die ausgefallenen Komponenten müssen instandgesetzt oder ersetzt werden, wobei aus Wirtschaftlichkeitsgründen die mit der Instandsetzung zusammenhängende Betriebsunterbrechung des Gesamtsystems möglichst kurz zu halten ist. Die Effizienz der Umbau- oder Austauschmaßnahmen hängt dabei in hohem Maße vom Design der Steuerung für die Komponenten und Subsysteme ab. Die Vernetzung aktueller Steuerungen ist so gestaltet, dass Wartungsarbeiten häufig mit langen, kostspieligen Betriebsunterbrechungen des Gesamtsystems verbunden sind.

Aus der EP 0 567 741 A1 ist eine Rotationsdruckmaschine bekannt, welche eine Anzahl einzeln angetriebener Zylinder und mindestens einen separat angetriebenen Falzapparat umfasst, wobei die Antriebe mit Elektromotoren erfolgen. Die Einzelantriebe der Zylinder und deren Antriebsregler werden zu Druckstellengruppen beliebig zusammengefasst. Die Druckstellengruppen sind einem Falzapparat zugeordnet und beziehen ihre Positionsreferenz vom diesem Falzapparat. Die Verwaltung der Druckstellengruppen erfolgt durch ein übergeordnetes Leitsystem.

Aus der EP 0 692 377 A2 ist ein Verfahren zum synchronen Antreiben von Druckmaschinenkomponenten bekannt, bei dem ein Antriebsmotor einer ersten Druckmaschinenkomponente und ein Antriebsmotor einer zweiten Druckmaschinenkomponente durch ein Sollwert-Steuersignal miteinander gekoppelt sind. Die gekoppelten Antriebsmotoren werden in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem Sollwert-Steuersignal und einem geeigneten Istwert-Signal geregelt. Zur Bildung des Sollwert-Steuersignals werden ein Sollwert-Vorgabesignal und ein Istwert-Signal einer Druckmaschinenkomponente oder eines Antriebsmotors herangezogen.

Aus der DE 103 17 570 B3 ist eine Antriebsvorrichtung einer Druckmaschine bekannt mit einer virtuellen Leitachse zur Vorgabe einer Soll-Winkellage eines Antriebes wenigstens einer durch einen eigenen Antriebsmotor angetriebenen Einheit. Mit der Leitachse steht mindestens eine Schaltung in Verbindung, mittels welcher das sich zeitlich verändernde Datum für die Winkellage einer Leitachsposition in eine Impulsfolge als Ausgangssignale wandelbar ist.

Aus der EP 0 768 173 A1 ist eine Drehzahlregelung für einen Mehrmotorenantrieb von Aggregaten einer Druckmaschine bekannt. Hierbei sollen Antriebsmotoren von Aggregaten mit sich unterscheidendem Momentenverlauf geregelt werden. Das wird durch Zuordnen eines Leitantriebes an das Aggregat mit dem größten schwankenden Momentbedarf und Einfügen eines Glättungsmittels in eine Regelstrecke von Folgeantrieben erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung für eine Druckmaschine bereit zu stellen, welche eine einfache Nachrüstung einer Druckmaschine ermöglicht.

Vorstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Druckmaschine mit mehreren Druckmaschinenkomponenten, welche jeweils einzeln angesteuert werden können. Durch die separate Ansteuerbarkeit kann jede Druckmaschinenkomponente ein zugehöriges oder spezifisches Steuersignal erhalten und verarbeiten.

Die Druckmaschine kann eine Maschinensteuerung oder Add-on Master sowie eine erste Sektionssteuerung umfassen. Die Maschinensteuerung kann ein Leit- oder Sollwert-Signal vorgeben, wobei die mit der Maschinensteuerung gekoppelte Sektionssteuerung vom Sollwert-Signal angesteuert werden kann.

Die erste Sektionssteuerung ist dazu ausgelegt, eine oder mehrere erste Druckmaschinenkomponenten zu steuern. Das von der ersten Sektionssteuerung empfangene Sollwert-Signal, welches eine Information über eine Lage, insbesondere eine Register- oder Drehlage der jeweiligen Druckmaschinenkomponente, umfassen kann, stellt eine Referenz dar, welche der Regelung oder Steuerung der betreffenden Druckmaschinenkomponente dient. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Steuerungs-Architektur bei Bedarf einen reibungslosen Austausch einer veralteten oder wartungsbedürftigen Druckmaschinenkomponente ohne den Ablauf des Gesamtsystems zu beeinträchtigen. Die Steuerungsarchitektur lässt Erweiterungen der Steuerungsstruktur zu und implementiert somit die Grundsätze des Retrofit-Prinzips, welches im modernen Druckmaschinenmanagement hohe Bedeutung erlangt hat.

Unter Retrofit wird die Modernisierung oder der Ausbau bestehender Druckmaschinen-Anlagen mit dem Ziel einer Steigerung des Druckvolumens, der Druckqualität oder der Effizienz der Anlage verstanden. Durch den Austausch von veralteten Komponenten und dem Hinzufügen von neuen, zeitgemäßen technologischen Weiterentwicklungen werden bestehende Anlagen wieder auf den neuesten Stand gebracht. Der Vorteil für den Anlagenbetreiber liegt in der Modernisierung der Anlage und der damit in Verbindung stehenden Erhöhung der Produktivität bei deutlich geringeren Kosten im Verhältnis zur Neuanschaffung einer entsprechenden Anlage.

Gemäß der Erfindung umfasst die Steuerung eine zweite Sektionssteuerung, die von der ersten Sektionssteuerung angesteuert wird, wobei die zweite Sektionssteuerung mindestens eine zweite Druckmaschinenkomponente steuert. Die auf diese Weise erweiterte Steuerungsstruktur weist den Vorteil auf, dass die zweite Sektionssteuerung auf die Eigenheiten einer zweiten Gruppe von Druckmaschinenkomponenten zugeschnitten sein kann, welche in eine zweite Sektion zusammengefasst sind. Druckmaschinenkomponenten dieser Sektion können eingefügt oder ausgetauscht werden ohne den Betrieb der Komponenten anderer Sektionen zu behindern. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, neue Druckmaschinenkomponenten, die nicht in den bestehenden Verbund hineinpassen, durch Entwicklung einer geeigneten ersten oder zweiten Sektionssteuerung an den Verbund anzufügen, ohne Änderungen an der bestehenden Struktur ausführen zu müssen. Beispielsweise kann eine neue Sektionssteuerung als sogenannte Add-on Steuerung zwischen die Maschinensteuerung und eine ältere Sektionssteuerung eingefügt werden, welche der älteren Sektionssteuerung die bisher von ihr empfangenen Steuersignale, wie z.B. ein jetzt von der neuen (ersten) Sektionssteuerung künstlich erzeugtes Königswellensignal, als zum Beispiel virtuell erzeugtes Istwert-Gebersignal übermitteln kann.

Die neue, erste, Sektionssteuerung ist der Master der bestehenden, zweiten, Sektionssteuerung. Der Master erzeugt ein Signal, das an die bestehende Sektionssteuerung angepasst ist. Auf diese Art ist es einfach, neue Maschinen hinzuzufügen, ohne den Betrieb der bestehenden, "alten", Maschinen zu behindern, weil die bestehende, zweite, Sektionssteuerung ihren Betrieb unverändert fortsetzen kann. So ist es möglich neue, moderne Maschinen hinzuzufügen ohne die bestehenden austauschen zu müssen. Es muss lediglich ein Signal vorliegen, das auf die neuen Maschinen zugeschnitten ist. Dieses Signal wird von der neuen, ersten, Sektionssteuerung zur Verfügung gestellt.

Im Einklang mit der erfindungsgemäßen Steuerungsarchitektur können auch eine dritte und weitere Sektionen, sowie dazugehörende Sektionssteuerungen und zugeordnete Druckmaschinenkomponenten, bedarfsabhängig hinzugefügt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Sensor zur Erfassung eines Königswellensignals mit der Maschinensteuerung gekoppelt sein. Dadurch wird das Königswellensignal in das Sollwert-Signal aufgenommen.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine z.B. ältere Sektionssteuerung dazu ausgebildet sein, ein echtes oder virtuelles Königswellensignal zu erhalten. Dieses kann vom Königswellensignal abgeleitet sein. Dadurch ist eine Synchronisierung der Register oder Dreh- oder Phasenlagen aller Druckmaschinenkomponenten mit einem Vorgabesignal, z.B. dem Königswellensignal, möglich.

Gemäß einer Ausführungsform kann die erste Sektionssteuerung mit den ersten Druckmaschinenkomponenten jeweils direkt oder über einen ersten Datenbus und die zweite Sektionssteuerung mit den zweiten Druckmaschinenkomponenten jeweils direkt oder über einen zweiten Datenbus verbunden sein. Die zu einer Sektion zusammengefassten Druckmaschinenkomponenten sind damit mit der dazugehörenden Sektionssteuerung und z.B. auch untereinander verbunden. Ein reibungsloses An- und Abschließen von Komponenten ist dadurch möglich, wodurch eventuelle mit einer Wartung der Komponenten verbundene Betriebsunterbrechungen des Gesamtsystems auf ein Minimum reduziert werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Druckmaschinenkomponente einen Regler, der mit der ersten und/oder mit der zweiten Sektionssteuerung gekoppelt ist, umfassen. Der Regler ist dazu ausgelegt, die Datenkommunikation mit der dazugehörenden Sektionssteuerung durchzuführen, das Sollwert-Signal zu erhalten und eine Anpassung der Phasenlage oder des Registers, welches einer realen Drehlage entsprechen kann, der jeweiligen Druckmaschinenkomponente an das Sollwert-Signal durchzuführen. Diese Regelung dient einer möglichst präzisen Einhaltung der Registerhaltigkeit der jeweiligen Druckmaschinenkomponente.

Gemäß einer Ausführungsform können die Druckmaschinenkomponenten mindestens ein Druckwerk und/oder mindestens einen Druckturm und/oder mindestens einen Falzapparat und/oder mindestens eine Wendestange und/oder mindestens einen Rollenwechsler und/oder mindestens eine derzeit im Handel befindliche oder früher gehandelte Druckmaschinenkomponente umfassen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erste und/oder zweite Sektionssteuerung oder z.B. der erste Datenbus mit einem Netzwerk gekoppelt sein, vorzugsweise mit einem LAN und/oder mit einem WAN. Durch die Ankopplung an ein LAN (Local Area Network) und/oder WAN (Wide Area Network) sind Bedienung, Administration und/oder Wartung von Maschinensteuerung, Sektionssteuerung und Druckmaschinenkomponenten aus unmittelbarer Nähe oder innerhalb des gleichen Betriebs oder von fernab liegenden Lokalitäten, beispielsweise via Internet, möglich.

Gemäß einer Ausführungsform können ein oder mehrere einzelne Regler der Druckmaschinenkomponenten zu Sektionen zusammengefasst werden. Eine mit den Reglern gekoppelte Sektionssteuerung ist dazu ausgebildet, die Regler anzusteuern und z.B. Leitwerte vorzugeben. Eine Steuerung, welche auf bestimmte Druckmaschinenkomponenten zugeschnitten ist, kann z.B. innerhalb einer Sektion diesen Komponenten, je nach Bedarf und technischer Kompatibilität mit den Komponenten, als Sektionssteuerung zugeordnet werden. Die Obergrenzen für Zahl und Umfang der Sektionen orientieren sich allein an den technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen der Druckmaschine. Eine neue Sektionssteuerung, welche für eine oder mehrere neuartige Druckmaschinenkomponenten zugeschnitten ist, kann nach Belieben an eine oder mehrere bestehende Sektionssteuerungen angeschlossen und vorzugsweise dieser einen oder mehreren Sektionssteuerungen oder allen Sektionssteuerungen vorgeschaltet werden. Lediglich die neue Sektionssteuerung muss an das bestehende System angepasst sein, indem sie ein geeignetes Interface für die Sektionssteuerung, der sie hierarchisch und funktionell vor- oder zugeordnet wird, aufweist. Damit ist die Steuerungsarchitektur im Einklang mit dem Retrofit-Prinzip, wobei neue Geräte auf Basis neuer Technologien mit minimalem Aufwand in ein bestehendes System integriert werden können.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Druckmaschine mit mehreren Druckmaschinenkomponenten. Eine Maschinensteuerung kann ein Sollwert-Signal zum Ansteuern einer ersten Sektionssteuerung vorgeben. Die erste Sektionssteuerung, die vom Sollwert-Signal angesteuert wird, kann mindestens eine erste Druckmaschinenkomponente ansteuern.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1

Ein Blockdiagramm einer nicht beanspruchten Steuerung

Fig. 2

ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die Fig. 1 zeigt eine nicht beanspruchte Steuerung für eine Druckmaschine 1 mit mehreren Druckmaschinenkomponenten 6, welche jeweils einzeln angesteuert werden. Die Maschinensteuerung 2 gibt ein Sollwert-Signal vor, wobei die mit der Maschinensteuerung 2 gekoppelte Sektionssteuerung 4 vom Sollwert-Signal angesteuert wird. Die erste Sektionssteuerung 4 ist dazu ausgelegt, eine oder mehrere erste Druckmaschinenkomponenten 6 oder deren Regler zu steuern.

Fig. 2 zeigt eine Steuerung für eine Druckmaschine mit einer Maschinensteuerung 2 und mit zwei Sektionen. Die erste Sektion umfasst eine erste Sektionssteuerung 4 und mehrere erste Druckmaschinenkomponenten 6, welche mit K11, K12, K13 bezeichnet sind. Die zweite Sektion umfasst eine zweite Sektionssteuerung 8 und mehrere zweite Druckmaschinenkomponenten 10, welche mit K21, K22, K23 bezeichnet sind. Ferner umfasst die Steuerung einen mit der Maschinensteuerung 2 gekoppelten Sensor 12 zur Erfassung eines Königswellensignals, das von einer Königswelle 14 abgegriffen wird. Damit wird das Königswellensignal in das von der Maschinensteuerung 2 and die erste Sektionssteuerung 4 ausgegebene Sollwert-Signal aufgenommen.

Die mit der ersten Sektionssteuerung 4 gekoppelte Maschinensteuerung 2 leitet das Königswellensignal zum Beispiel in Form eines virtuellen Königswellensignals an die erste Sektionssteuerung 4 weiter. Die erste Sektionssteuerung 4 kann das virtuelle Königswellensignal zum Beispiel zur Ansteuerung der Druckmaschinenkomponenten K11, K12, K13 verwenden, sowie das virtuelle Königswellensignal an die zweite Sektionssteuerung 8 weiterleiten. Die zweite Sektionssteuerung 8 steuert die Komponenten K21, K22, K23 10 an. Die Steuerung der Komponenten findet zum Beispiel mittels der in den Komponenten integrierten Regler statt.

Es wird angemerkt, dass sich die Erfindung auch auf Druckmaschinen ohne Königswelle bezieht.

An die erste Sektionssteuerung 4 und/ oder an die Maschinensteuerung 2 kann zum Beispiel ein LAN 20 oder WAN 20 angeschlossen sein. Über dieses Netz und über die daran angeschlossenen Bediencomputer 22 können Bedienpersonen die Maschinensteuerung 2 oder die Sektionssteuerungen 4 und 8 bedienen und/oder administrieren.

Die in Fig. 2 dargestellte hierarchische Architektur ist vorteilhafterweise bezüglich Erweiterungen sehr flexibel. Es können beliebig viele weitere Sektionen oder Sektionssteuerungen 4, 8 angeschlossen werden. Zahl und der Umfang der Sektionen orientieren sich allein an den technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen der Druckmaschine. Eine neue Sektionssteuerung, welche für neuartige Druckmaschinenkomponenten zugeschnitten ist, kann nach Belieben an eine bestehende Sektionssteuerung angeschlossen oder dieser vorgeschaltet werden. Falls eine neue Maschinenkomponente nicht von einer bestehenden Sektionssteuerung steuerbar ist, kann eine geeignete Sektionssteuerung in Form einer Neuentwicklung eingefügt werden, welche die Basis für eine neue Sektion bildet. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung eine konsequente Umsetzung des Retrofit-Prinzips mit all seinen Vorteilen.

1

Druckmaschine

2

Maschinensteuerung

4

erste Sektionssteuerung

6

erste Druckmaschinenkomponenten

8

zweite Sektionssteuerung

10

zweite Druckmaschinenkomponenten

12

Sensor

14

Königswelle

20

LAN oder WAN

22

Bediencomputer