在机组式凹版印刷控制系统中,收放卷系统是极其重要的组成部分,其包含两大控制难点:一是张力控制;二是换卷过程中裁切料尾的控制。张力控制是凹版印刷控制系统的基础,张力可分为恒张力控制和锥度张力控制,张力控制的稳定性将直接影响套色印刷精度。目前高档凹版印刷机多采用双工位不停机换卷方式,极易产生张力波动,而且在换卷时裁切料尾不可控,影响后续套色从而导致产生的废料过多。因此,开发抗干扰能力强、废料产生小的凹版印刷收放卷控制系统具有重要意义。首先,本文分析了机组式凹版印刷机张力系统的多级控制,并根据功能及控制方式的不同划分为两大张力控制区。设计了凹版印刷收放卷控制系统方案,采用直接张力控制方式进行闭环控制,选择摆辊为张力检测装置,收放卷传动机构采用电机驱动实现双工位收放卷。其次,分析裁切料尾产生原因以及现有换卷裁切方式存在的问题。由于凹版印刷机张力控制系统存在非线性、强耦合、强干扰及参数时变等问题,尤其在收放卷换卷过程中,常规控制策略难以保证印刷过程的动态性能。本文基于PID控制“用误差来控制误差”的思想,采用自抗扰控制器作为系统控制算法,并且针对非线性自抗扰控制器自身的局限性和现场调试条件的限制,最终选取了参数少、易调节、更适合工业控制的线性自抗扰控制算法。再次,通过改进实时卷径积分算法、设计非线性的收卷锥度控制环节,优化了张力控制过程。提出裁切料尾可控的最小废料控制策略,可以实现压辊下压距离可控、裁切料尾长度可控,有效地减小了套印误差。在Automation Studio平台上搭建仿真系统,进行仿真验证,结果表明:相关控制算法和控制策略的快速性和超调性均较好,尤其在扰动及参数改变的情况下,稳定性明显改善,特别适合干扰因素多、参数时变的凹版印刷收放卷控制系统。本文以贝加莱高性能可编程逻辑控制器为核心,基于POWERLINK控制总线搭建了硬件系统,完成了凹版印刷控制系统的主、从站设计。并根据凹版印刷工艺要求进行了软件实现。将该收放卷控制系统应用到实际中,最终现场调试结果显示,在凹版印刷机稳定运行环节和接换料换卷的过程中,系统的控制精度较高、稳定性较好,且能在换卷过程中有效减少套印误差。