智能化印刷设备

技术领域

本申请涉及印刷设备技术领域，具体而言，涉及一种智能化印刷设备。

背景技术

印刷设备在生产运行过程中，涉及送纸、供墨、印刷、收纸、产品质量检查等多个环节，而上述环节又涉及诸多子环节，如仓校准、滚筒压力调节、擦版、水温调节、润滑等。由于生产机速较高，任何一个环节出现问题，都可能引起大量废品，甚至可能造成生产事故。现有印刷设备运行和操作过程高度依赖人工干预，比如擦版过程依赖人力进行离让调节，设备更换产品需要操作者手动输入电气控制系统参数，印刷质量检测依赖人工检测及较高技术经验。此外，设备生产过程中，故障出现时工作人员难以第一时间进行停机整修、维护等操作，从而可能造成经济损失和安全隐患。

发明内容

本申请旨在解决或改善上述技术问题。

为此，本申请的第一目的在于提供一种智能化印刷设备。

为实现本申请的第一目的，本申请第一方面的技术方案提供了一种智能化印刷设备，包括：设备层，包括印刷设备本体，用于实现产品印刷；数据与控制层，包括印刷质量闭环控制系统、电气控制系统、自适应擦版控制系统、智能感知系统、智能运维系统和状态数据存储系统，数据与控制层用于对设备数据进行采集和分析，实现对智能化印刷设备的控制调节；操作层，包括人机交互系统，用于与数据与控制层各系统进行数据交互，实现对各系统的信息展示和人机交互。

根据本申请提供的智能化印刷设备，包括设备层、数据与控制层和操作层。设备层包括印刷设备本体，用于实现产品印刷。数据与控制层包括印刷质量闭环控制系统、电气控制系统、自适应擦版控制系统、智能感知系统、智能运维系统和状态数据存储系统，数据与控制层用于对设备状态数据进行采集和分析，实现对印刷设备本体的智能控制调节。操作层包括人机交互系统，人机交互系统用于与数据与控制层进行数据交互，实现对各系统的信息展示和人机交互。通过设备层、智能感知系统、状态数据存储系统、智能运维系统、自适应擦版控制系统、印刷质量闭环控制系统和操作层之间进行通信，实现数据交互、控制以及信息展示，从而减少人工干预、降低对操作人员经验要求，提高现有印刷设备智能化、自动化水平，实现设备的高质量、高效率、安全生产。

另外，本申请提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，电气控制系统、智能感知系统和印刷质量闭环控制系统通过相关通信协议与印刷设备本体进行数据通信和调节控制。

在该技术方案中，智能感知系统、智能运维系统、自适应擦版控制系统、电气控制系统和印刷质量闭环控制系统通过相关通信协议与印刷设备本体进行数据通信和调节控制。可以理解，智能感知系统、智能运维系统、自适应擦版控制系统、电气控制系统和印刷质量闭环控制系统通过现场总线分别与印刷设备本体进行直接或间接的实时数据交互，一方面各系统能够将采集的印刷设备本体在线数据进行分析和汇总显示，另一方面智能感知系统、智能运维系统、自适应擦版控制系统和印刷质量闭环控制系统利用算法实时计算各执行机构调节参数，并通过电气控制系统下发给印刷设备本体，实现印刷设备的智能化、自动化运行。

上述技术方案中，印刷设备本体包括进纸部、印刷部、墨车部、收纸部、温控系统、擦版机构和墨色遥控系统，进纸部、印刷部、墨车部和收纸部依次相连；温控系统、擦版机构均与印刷部相连，墨色遥控系统与墨车部相连。

在该技术方案中，印刷设备本体包括进纸部、印刷部、墨车部、收纸部、温控系统、擦版机构和墨色遥控系统，进纸部、印刷部、墨车部和收纸部依次相连。温控系统、擦版机构均与印刷部相连，墨色遥控系统与墨车部相连。

上述技术方案中，智能感知系统用于通过传感器采集印刷设备本体的在线状态数据，形成设备状态数据池，并用于实现印刷质量闭环控制系统、电气控制系统、自适应擦版控制系统、智能运维系统、状态数据存储系统和人机交互系统之间的数据交互。

在该技术方案中，智能感知系统用于通过传感器采集印刷设备本体的在线状态数据，形成设备状态数据池，并用于实现印刷质量闭环控制系统、电气控制系统、自适应擦版控制系统、智能运维系统、状态数据存储系统和人机交互系统之间的数据交互。

上述技术方案中，状态数据存储系统通过相关通信协议与智能感知系统进行数据交互，用于实时存储智能感知系统采集的设备传感器在线数据，将数据进行汇总形成设备状态历史数据库。

在该技术方案中，状态数据存储系统通过相关通信协议与智能感知系统进行数据交互，用于实时存储智能感知系统采集的设备传感器在线数据，将数据进行汇总形成设备状态历史数据库。

上述技术方案中，智能运维系统通过相关通信协议分别与智能感知系统、状态数据存储系统、人机交互系统、电气控制系统进行数据交互；智能运维系统用于从智能感知系统和状态数据存储系统获取设备传感器在线数据和离线数据，对智能化印刷设备进行实时状态监控与分析，计算出故障预测结果和参数调节数据，将故障预测结果通过相关通信协议发送给人机交互系统用于信息展示，将相关参数调节数据发送给电气控制系统进行调节。

在该技术方案中，智能运维系统通过相关通信协议分别与智能感知系统、状态数据存储系统、人机交互系统、电气控制系统进行数据交互。智能运维系统用于从智能感知系统和状态数据存储系统获取设备传感器在线数据和离线数据，对智能化印刷设备进行实时状态监控与分析，计算出故障预测结果和参数调节数据，将故障预测结果通过相关通信协议发送给人机交互系统用于信息展示，将相关参数调节数据发送给电气控制系统进行调节。

上述技术方案中，智能运维系统还用于根据操作人员设置的维保内容进行提醒，并对设备故障历史和维保历史进行汇总，形成运维报表。

在该技术方案中，智能运维系统还用于根据操作人员设置的维保内容进行提醒，并对设备故障历史和维保历史进行汇总，形成运维报表。

上述技术方案中，智能运维系统还用于根据预先设定的经验参数配方，在设备更换印刷产品时，将电气控制参数发送给电气控制系统，实现经验参数的一键下发。

在该技术方案中，智能运维系统还用于根据预先设定的经验参数配方，在设备更换印刷产品时，将电气控制参数发送给电气控制系统，实现经验参数的一键下发。

上述技术方案中，印刷质量闭环控制系统通过相关通信协议分别与智能感知系统、印刷设备本体进行数据交互，用于对设备状态数据和印刷产品质量数据进行分析，利用算法对影响印刷产品质量的关键参数进行实时控制调节，实现对印刷产品质量的闭环控制。

在该技术方案中，印刷质量闭环控制系统通过相关通信协议分别与智能感知系统、印刷设备本体进行数据交互，用于对设备状态数据和印刷产品质量数据进行分析，利用算法对影响印刷产品质量的关键参数进行实时控制调节，实现对印刷产品质量的闭环控制。

上述技术方案中，自适应擦版控制系统通过相关通信协议与电气控制系统进行数据交互，用于根据擦版辊与印版滚筒之间的压力数据，利用算法实时计算相应电机调节控制参数，电气控制系统根据相应调节参数控制相应电机进行调节，实现对擦版辊的自动离让调节。

在该技术方案中，自适应擦版控制系统通过相关通信协议与电气控制系统进行数据交互，用于根据擦版辊与印版滚筒之间的压力数据，利用算法实时计算相应电机调节控制参数，电气控制系统根据相应调节参数控制相应电机进行调节，实现对擦版辊的自动离让调节。

上述技术方案中，电气控制系统通过相关通信协议与智能感知系统、印刷设备本体、自适应擦版控制系统和人机交互系统进行直接数据交互，并通过智能感知系统与智能运维系统和印刷质量闭环控制系统进行间接数据交互；电气控制系统用于根据从自适应擦版控制系统、智能运维系统、印刷质量闭环控制系统获取的调节数据，控制印刷设备本体相关机构完成指定动作。

在该技术方案中，电气控制系统通过相关通信协议与智能感知系统、印刷设备本体、自适应擦版控制系统和人机交互系统进行直接数据交互，并通过智能感知系统与智能运维系统和印刷质量闭环控制系统进行间接数据交互。电气控制系统用于根据从自适应擦版控制系统、智能运维系统、印刷质量闭环控制系统获取的调节数据，控制印刷设备本体相关机构完成指定动作。

上述技术方案中，智能感知系统包括滚筒压力监测子系统、碟簧故障诊断子系统、润滑在线诊断子系统、振动在线诊断子系统、纸张监控子系统、气动监测子系统、液压监测子系统和温度监测子系统；其中，滚筒压力监测子系统用于测量压印滚筒与印版辊之间的压力、擦版滚筒与印版辊之间的压力、色模滚筒的压力；碟簧故障诊断子系统用于监测碟簧状态和预测碟簧寿命；润滑在线诊断子系统用于监测印刷部稀油润滑和墨车部稀油润滑；振动在线诊断子系统用于监测印刷滚筒轴承振动。

在该技术方案中，智能感知系统包括滚筒压力监测子系统、碟簧故障诊断子系统、润滑在线诊断子系统、振动在线诊断子系统、纸张监控子系统、气动监测子系统、液压监测子系统和温度监测子系统。滚筒压力监测子系统用于测量压印滚筒与印版辊之间的压力、擦版滚筒与印版辊之间的压力、色模滚筒的压力。碟簧故障诊断子系统用于监测碟簧状态和预测碟簧寿命。润滑在线诊断子系统用于监测印刷部稀油润滑和墨车部稀油润滑。振动在线诊断子系统用于监测印刷滚筒轴承振动。

上述技术方案中，印刷质量闭环控制系统包括印刷质量检测子系统、实时墨色分析子系统、印刷质量闭环控制算法；其中，印刷质量检测子系统包括：在线检测系统，用于对印刷产品质量进行实时检测和产品缺陷分析；离线检测系统，用于操作者对印刷产品进行抽样离线质量检查；实时墨色分析子系统用于将标准样张与被检产品进行墨色差异分析，计算得到墨色偏差量；印刷闭环控制算法用于根据印刷质量检测子系统反馈的产品质量数据和实时墨色分析子系统反馈的墨色偏差信息，通过调节算法计算压力、温度、墨量等关键参数调节量，并将相关调节量通过一定通信方式发送到电气控制系统和墨色遥控系统进行调节。

在该技术方案中，印刷质量闭环控制系统包括印刷质量检测子系统、实时墨色分析子系统、印刷质量闭环控制算法。印刷质量检测子系统包括在线检测系统和离线检测系统。在线检测系统用于对印刷产品质量进行实时检测和产品缺陷分析。离线检测系统用于操作者对印刷产品进行抽样离线质量检查。实时墨色分析子系统用于将标准样张与被检产品进行墨色差异分析，计算得到墨色偏差量。印刷闭环控制算法用于根据印刷质量检测子系统反馈的产品质量数据和实时墨色分析子系统反馈的墨色偏差信息，通过调节算法计算压力、温度、墨量等关键参数调节量，并将相关调节量通过一定通信方式发送到电气控制系统和墨色遥控系统进行调节。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一个实施例的智能化印刷设备的结构示意框图；

图2为本申请一个实施例的智能化印刷设备的结构示意框图；

图3为本申请一个实施例的智能感知系统的结构示意框图；

图4为本申请一个实施例的印刷质量闭环控制系统的结构示意框图；

图5为本申请一个实施例的智能化印刷设备的局部结构示意框图；

图6为本申请一个实施例的智能感知系统的结构示意框图；

图7为本申请一个实施例的智能运维系统的结构示意框图；

图8为本申请一个实施例的印刷质量闭环控制系统的结构示意框图。

其中，图1至图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10：智能化印刷设备；102：设备层；104：数据与控制层；106：操作层；110：智能感知系统；120：状态数据存储系统；130：智能运维系统；140：自适应擦版控制系统；150：印刷质量闭环控制系统；160：电气控制系统；170：印刷设备本体；172：进纸部；174：印刷部；176：墨车部；178：收纸部；192：温控系统；194：擦版机构；196：墨色遥控系统；200：人机交互系统；202：滚筒压力监测子系统；204：碟簧故障诊断子系统；206：润滑在线诊断子系统；208：振动在线诊断子系统；210：纸张监控子系统；212：气动监测子系统；214：液压监测子系统；216：温度监测子系统；218：印刷质量检测子系统；220：实时墨色分析子系统；222：印刷质量闭环控制算法。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图8描述本申请一些实施例的智能化印刷设备。

如图1和图2所示，根据本申请提出的一个实施例的智能化印刷设备10，包括：设备层102，包括印刷设备本体170，用于实现产品印刷；数据与控制层104，包括印刷质量闭环控制系统150、电气控制系统160、自适应擦版控制系统140、智能感知系统110、智能运维系统130和状态数据存储系统120，数据与控制层104用于对设备数据进行采集和分析，实现对智能化印刷设备10的智能控制调节；操作层106，包括人机交互系统200，用于与数据与控制层104各系统进行数据交互，实现对各系统的信息展示和人机交互。

根据本实施例提供的智能化印刷设备10，包括设备层102、数据与控制层104和操作层106。设备层102包括印刷设备本体170，用于实现产品印刷。数据与控制层104包括印刷质量闭环控制系统、电气控制系统160、自适应擦版控制系统140、智能感知系统110、智能运维系统130和状态数据存储系统120，数据与控制层104用于对设备状态数据进行采集和分析，实现对印刷设备本体170的智能控制调节。操作层106包括人机交互系统200，人机交互系统200用于与数据与控制层104进行数据交互，实现对各系统的信息展示和人机交互。通过设备层102、智能感知系统110、状态数据存储系统120、智能运维系统130、自适应擦版控制系统140、印刷质量闭环控制系统150、操作层106之间进行通信，实现数据交互、控制以及信息展示，从而减少人工干预、降低对操作人员经验要求，提高现有印刷设备智能化、自动化水平，实现设备的高质量、高效率、安全生产。

具体地，智能感知系统110用于通过传感器采集印刷设备本体170的在线状态数据，形成设备状态数据池，并用于实现印刷质量闭环控制系统150、电气控制系统160、自适应擦版控制系统140、智能运维系统130、状态数据存储系统120和人机交互系统200之间的数据交互。状态数据存储系统120通过相关通信协议与智能感知系统110进行数据交互，用于实时存储智能感知系统110采集的设备传感器在线数据，将数据进行汇总形成设备状态历史数据库。智能运维系统130用于从智能感知系统110和状态数据存储系统120系统获取设备传感器在线数据和离线数据，对智能化印刷设备10进行实时状态监控与分析，计算出故障预测结果和参数调节数据，将故障预测结果通过相关通信协议发送给人机交互系统200用于信息展示，将相关参数调节数据发送给电气控制系统160进行调节。印刷质量闭环控制系统150通过相关通信协议分别与智能感知系统110、印刷设备本体170进行数据交互，用于对设备状态数据和印刷产品质量数据进行分析，利用算法对影响印刷产品质量的关键参数进行实时控制调节，实现对印刷产品质量的闭环控制。自适应擦版控制系统140通过相关通信协议与电气控制系统160进行数据交互，用于根据擦版辊与印版滚筒之间的压力数据，利用算法实时计算相应电机调节控制参数，电气控制系统160根据相应调节参数控制相应电机进行调节，实现对擦版辊的自动离让调节。

如图7所示，具体地，智能运维系统130主要实现以下功能，一是基于智能感知系统110获取的设备状态数据，利用数据挖掘、分析、建模等多种手段，实现对设备状态及故障的分析和判断，并给出故障或预警提示。二是针对印刷设备维护需求，实现维保相关功能，包括设备维修改造记录、设备故障统计分析、备件更换周期提示、设备维护报表/图表等。三是电气控制参数自设定功能，即实现设备更换产品等情况下经验参数的一键设定功能，一定程度上减少设备更换产品等情况下操作人员参数调节的时间；四是参数自动调节功能，即在设备运行过程中，利用算法实现关键状态参数如擦版辊压力、压印滚筒压力等的自动计算，并将计算参数发送给电气控制系统160实现擦版辊、压印滚筒等机构的自动调节功能。

在上述实施例中，智能感知系统110、智能运维系统130、自适应擦版控制系统140、电气控制系统160和印刷质量闭环控制系统150通过相关通信协议与印刷设备本体170进行数据通信和调节控制。可以理解，智能感知系统110、智能运维系统130、自适应擦版控制系统140、电气控制系统160和印刷质量闭环控制系统150通过现场总线分别与印刷设备本体170进行直接或间接的实时数据交互，一方面各系统能够将采集的印刷设备本体170在线数据进行分析和汇总显示，另一方面智能感知系统110、智能运维系统130、自适应擦版控制系统140和印刷质量闭环控制系统150利用算法实时计算各执行机构调节参数，并通过电气控制系统160下发给印刷设备本体170，实现印刷设备的智能化、自动化运行。

进一步地，印刷设备本体170包括进纸部172、印刷部174、墨车部176、收纸部178、温控系统192、擦版机构194和墨色遥控系统196，进纸部172、印刷部174、墨车部176和收纸部178依次相连。温控系统192、擦版机构194均与印刷部174相连，墨色遥控系统196与墨车部176相连。

在一些实施例中，智能运维系统130用于根据操作人员设置的维保内容进行提醒，并对设备故障历史和维保历史进行汇总，形成运维报表。智能运维系统130还用于根据预先设定的经验参数配方，在设备更换印刷产品时，将电气控制参数发送给电气控制系统160，实现经验参数的一键下发。

在上述实施例中，电气控制系统160通过相关通信协议与智能感知系统110、印刷设备本体170、自适应擦版控制系统140和人机交互系统200进行直接数据交互，并通过智能感知系统110与智能运维系统130和印刷质量闭环控制系统150进行间接数据交互。电气控制系统160用于根据从自适应擦版控制系统140、智能运维系统130、印刷质量闭环控制系统150获取的调节数据，控制印刷设备本体170相关机构完成指定动作。

如图3和图6所示，在一些实施例中，智能感知系统110包括滚筒压力监测子系统202、碟簧故障诊断子系统204、润滑在线诊断子系统206、振动在线诊断子系统208、纸张监控子系统210、气动监测子系统212、液压监测子系统214和温度监测子系统216。其中，滚筒压力监测子系统202用于测量压印滚筒与印版辊之间的压力、擦版滚筒与印版辊之间的压力、色模滚筒的压力。碟簧故障诊断子系统204用于监测碟簧状态和预测碟簧寿命。润滑在线诊断子系统206用于监测印刷部174稀油润滑和墨车部176稀油润滑。振动在线诊断子系统208用于监测各滚筒振动和各色模轴承振动。

如图4和图8所示，在上述实施例中，印刷质量闭环控制系统150包括印刷质量检测子系统218、实时墨色分析子系统220、印刷质量闭环控制算法222。其中，印刷质量检测子系统218包括在线检测系统和离线检测系统，在线检测系统用于对印刷产品质量进行实时检测和产品缺陷分析。离线检测系统用于操作者对印刷产品进行抽样离线质量检查。实时墨色分析子系统220用于将标准样张与被检产品进行墨色差异分析，计算得到墨色偏差量。印刷质量闭环控制算法222用于根据印刷质量检测子系统218反馈的产品质量数据和实时墨色分析子系统220反馈的墨色偏差信息，通过调节算法计算压力、温度、墨量等关键参数调节量，并将相关调节量通过一定通信方式发送到电气控制系统160和墨色遥控系统196进行调节。

如图1至图8所示，根据本申请提供的一个具体实施例的智能化印刷设备10，印刷设备智能化系统具体包括以下子系统、装置及设备：电气控制系统160、智能感知系统110、状态数据存储系统120、印刷质量检测系统、印刷质量闭环控制系统150、智能运维系统130、自适应擦版控制系统140、人机交互系统200和印刷设备本体170。上述各子系统、装置及设备既要独立运行，完成各自的既定动作，另一方面也与其他系统进行通信，实现数据交互、控制以及信息展示等。

智能化印刷系统由设备层102、数据层与控制层104、操作层106共三个层级构成。

设备层102包括印刷设备本体170、传感器、执行机构等硬件，用于实现设备印刷功能和执行参数调节等操作。数据与控制层各系统通过现场总线等通信方式与印刷设备本体170进行实时数据交互，一方面实时提取印刷设备本体170的设备在线状态数据，并对设备在线状态数据进行分析和汇总显示，另一方面利用算法实时计算印刷设备本体170各执行机构的实时调节参数，并通过电气控制系统160下发给设备层102各个执行机构，从而实现印刷设备的智能化、自动化运行。

数据层及控制层包括印刷质量闭环控制系统150、电气控制系统160、智能运维系统130、状态数据存储系统120、智能感知系统110、自适应擦版控制系统140等，主要负责整机状态实时监控、参数自动调节、设备健康管理、设备运维管理等。智能感知系统110负责采集印刷设备上各传感器数据，并将所有实时状态数据汇集在智能感知系统110中，形成设备状态数据池，然后利用算法对各滚筒、轴承等关键零部件进行实时状态分析和故障诊断。此外，智能运维系统130可通过相关通信方式获取设备状态数据池中的传感器数据，通过故障预测模型等算法对印刷设备各部位进行实时状态监控与分析，然后智能运维系统130将计算出的故障预测结果、滚筒印刷压力调节等控制参数发送给电气控制系统160，由电气控制系统160下发各项指令并控制相应机构完成指定动作。状态数据存储系统120则实时地将设备状态数据池中的所有数据存储到设备状态存储服务器，所积累的传感器数据可作为历史数据库供其他智能化子系统调用分析。印刷质量闭环系统则利用信号图像处理、深度学习模型等算法对提取的产品图像进行质量评估、缺陷分析，并分析得到缺陷原因，然后根据相应缺陷原因计算出相关机构如滚筒印刷压力、墨量供给等参数的调节值，并将调节值发送给电气控制系统160，由电气控制系统160下发相应命令最终由相关机构完成指定动作，从而实现印刷质量闭环控制。自适应擦版控制系统140通过智能感知系统110获取擦版辊与印版滚筒之间的在线压力数据，利用智能调节算法根据压力设定值和实时值计算相应电机调节值，然后通过电气控制系统160根据调节量控制相应电机进行实时调节，从而实现对擦版辊的自动离让调节。

操作层106主要由人机交互系统200构成，该系统与数据与控制层通过相关通信协议进行数据交互。在实际生产中，操作人员可在智能看样台通过本系统界面实现整机(所有软、硬件系统)状态查询、生产数据监测、产品数字化管理、故障报警等信息的可视化和智能化的人机交互操作。

电气控制系统160：主要负责对机器各机构的控制及动作的执行，由主控PLC、网络、调节系统、运动控制系统和安全PLC等组成。实际生产中，操作人员在电气控制系统160上位机对该系统进行配置和参数调节，然后主控PLC通过相关通信网络与运动控制系统、调节系统等进行通信，下发电气控制参数，实现对各机电结构的控制，完成指定动作。

温控系统192：通过自动控制印版滚筒、集色滚筒、色模滚筒、墨斗辊和擦版液等部件的温度，从而稳定滚筒印刷尺寸、油墨印刷传递性能以及擦版效果，继而保证印刷质量。各滚筒的温控系统192为独立控制的封闭循环温控系统192，封闭循环管路通过安全恒温器自动控制加热器、电动三通比例阀进行动态控制回路温度。

如图4所示，智能感知系统110：通过印刷设备本体170的各滚筒、碟簧、润滑系统、轴承等传感器，实时监测振动、压力、润滑、温度等不同类型数据。通过现场总线等多种通信方式采集设备的各种在线状态数据，并将所有实时状态数据汇集形成设备状态数据池，然后通过大数据建模等手段对轴承、滚筒压力等关键参数进行故障预测。此外，智能运维系统130可通过相关通信方式获取设备状态数据池中的传感器数据，通过故障预测模型等算法对印刷设备各部位进行实时状态监控与分析，然后智能运维系统130将计算出的故障预测结果、滚筒印刷压力调节等控制参数通过智能感知系统110发送给电气控制系统160，由电气控制系统160下发各项指令并控制相应机构完成指定动作。状态数据存储系统120则实时地将设备状态数据池中的所有数据存储到设备状态存储服务器，所积累的传感器数据可作为历史数据库供其他智能化子系统调用分析。

智能感知系统包括滚筒压力监测子系统、碟簧故障诊断子系统、润滑在线诊断子系统、振动在线诊断子系统、纸张监控子系统、气动监测子系统、液压监测子系统和温度监测子系统。

(1)擦版滚筒-印版滚筒压力在线监测系统：通过轴承座上的应变传感器，测量轴承座受到的应变力。利用擦版辊压力标定装置，标定压力、摩擦力与应变的关系，建立压力和摩擦力预测模型，然后根据应力，计算擦版辊与印版辊之间的压力。

(2)压印滚筒-版滚筒压力在线监测系统：通过对材料的弹性模量进行标定，分析弹性应变的线性区间，并确定局部形变与局部应力的关系，利用有限元模型，在弹性应变的范围内，确定多点测点应变与压印压力等边界条件输入的关系系数，并利用聚类等分析方法建立压应力的间接测量模型。此外，利用传感器测量压印辊与印版辊之间的距离变化，分析压印辊与印版辊之间接触面积，并建立压印质量机器学习模型。

(3)碟簧故障诊断系统：测量碟簧动态位移的变化，通过冲击响应过程，辨识和分析碟簧的性能参数，如刚度(位移)和阻尼(振动幅值)等，继而得到碟簧状态，用于确定维护策略、更换策略和更换标准。

(4)润滑在线诊断系统：用来监测印刷部174和墨车部176两个稀油润滑回路的油品。利用在印刷部174和墨车部176稀油润滑回路安装的传感器，对润滑油的颗粒污染、水分、粘度和温度进行在线监测，当监测指标超过设定范围时，系统会及时报警，通知操作人员进行维护。

(5)振动在线诊断系统：通过传感器采集压印滚筒、印版滚筒、集色滚筒和色模滚筒等部件附近垂直或水平或轴向的振动加速度、振动速度及位移信号，同时采集传感器测点的壳体温度信号，然后将采集到的各传感器数据利用人工智能模型预测轴承和滚筒故障，精确定位故障部件、故障类型以及严重程度，并通过在线检测系统软件自动报警。

(6)设备状态监控：实时采集印刷设备上温度、压力、传动等传感器数据，通过现场总线等通信方式将实时数据发送给外部系统，实现对设备的运行状态监控、故障预测和分析。

(7)纸张监控：在印刷设备关键部位加装视频监控系统(配套录像、存储、回放功能)，可对历史时间点的监控视频进行回溯观看，为异常分析提供视频依据。

智能运维系统130：主要实现以下功能，一是基于智能感知系统110获取的设备状态数据，利用数据挖掘、分析、建模等多种手段，实现对设备状态及故障的分析和判断，并给出故障或预警提示；二是针对印刷设备维护需求，实现维保相关功能，包括设备维修改造记录、设备故障统计分析、备件更换周期提示、设备维护报表/图表等；三是电气控制参数自设定功能，即实现设备更换产品等情况下经验参数的一键设定功能，一定程度上减少设备更换产品等情况下操作人员参数调节的时间；四是参数自动调节功能，即在设备运行过程中，利用算法实现关键状态参数如擦版辊压力、压印滚筒压力等的自动计算，并将计算参数发送给电气控制系统160实现擦版辊、压印滚筒等机构的自动调节功能。

该系统从功能上可分为智能诊断单元、智能维护单元、参数自设定单元、参数自调节单元、系统功能单元和前端UI交互界面。上述功能单元通过特定通信方式与外部系统进行数据交互获取在/离线数据，从智能感知系统110获取在线设备状态数据，用于印刷设备实时状态监测、故障预警；从状态数据存储系统120获取离线设备状态数据，用于运维报表和历史故障统计。该系统还可通过特定通信协议与电气控制系统160进行间接数据交互，从而将故障预警信息、参数设定与参数调节等信息发送给电气控制系统160实现对各执行机构的智能控制。

状态数据存储系统120：该系统将智能感知系统110采集的设备状态数据实时存储到数据库中，并对数据进行备份。该系统存储的所有设备状态历史数据，可被智能运维系统130等系统通过相关通信协议读取，从而实现对印刷设备的故障历史分析、运维报表等功能。

如图4和图5所示，印刷质量闭环控制系统150：本系统由多个子系统构成，包括印刷质量检测子系统、实时墨色分析子系统、印刷质量闭环控制算法等。通过印刷设备上安装的成像系统、传感器等硬件，利用人工智能算法提升印刷在、离线设备的检测精度、墨色分析的准确性继而得到印刷压力、墨量等参数调节值，并将调节值发送给智能感知系统110，智能感知系统110将所有参数调节信息统一发送给电气控制系统160，进而控制墨色遥控系统196等执行机构进行墨量等工艺参数调节，从而实现印刷质量闭环控制。

(1)印刷质量检测子系统：该系统将工业相机采集到的印刷产品图像进行预处理等操作，然后将处理后的图像传入预先训练好的深度学习模型进行分类。然后利用图像分析算法进行综合判断，从而得出检测结果。该系统可检测多种印刷质量缺陷，包括倒张、缺印、污点、油迹、墨色深浅、串色、擦脏、蹭脏、墨脏、红外甩墨、红外缺印、折纸、纸张破洞、油脏等。

(2)实时墨色分析子系统：分别将标准样张与被检产品进行彩色区域分隔，然后利用预先训练的墨色分析算法将待测目标与标准样品进行色差比对。然后根据当前印刷产品与标准样张的颜色偏差，利用深度学习模型自适应确定墨键调节量。本系统可检测印刷中的墨点、断线、缺印、浅花、堆墨、反脏、糊版、重影、拉脏、油迹、药水脏，红外墨脏、缺印等所有印刷缺陷。

(3)印刷闭环控制算法：根据印刷质量检测子系统提供的图像数据、分析结果以及实时墨色分析子系统计算得到的墨键调节量实现连续废/严重废闭环控制、印刷套印质量闭环控制和印刷墨色质量闭环控制。

自适应擦版控制系统：通过压力传感器，对擦版辊与印版滚筒之间的压力数据变化进行分析，计算擦版辊在正常印刷状态下，擦版辊与印版滚筒之间合适的离让值区间，建立模型。实际运行中，利用上述模型对采集到的在线数据进行实时分析得到擦版电机控制参数，然后将参数发给电气控制系统160，继而控制擦版辊电机实现自动离让调节。

人机交互系统200：由看样板、看样灯、操作按键、显示器、触控屏和机柜等部分组成。本系统可通过相关通讯协议与电气控制系统160、智能控制服务器、智能运维系统130、印刷质量闭环控制系统150、自适应擦版控制系统140等进行数据交互，还可通过跨平台数据库读取设备状态数据存储服务器数据。本系统作为整机主显示系统，将各子系统的信息汇总并进行整机信息展示，可通过页面切换显示不同的子系统界面，包括全机3D动画、智能感知关键传感器数据、故障预测与诊断模型状态数据、故障报警、事件提醒、印刷质量闭环控制模型实时状态数据、自适应擦版控制实时状态数据和实时墨量数据等数据展示功能。

在本申请中，术语第一、第二、第三仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语多个则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语安装、相连、连接、固定等术语均应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；相连可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，需要理解的是，术语上、下、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或模块必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，术语一个实施例、一些实施例、具体实施例等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。