潘世麗

摘要：本文設(shè)計(jì)研發(fā)了一條基于PLC 的自動絲網(wǎng)印花機(jī)控制系統(tǒng)的電氣生產(chǎn)線，它以臺達(dá)PLC為主控制器，變頻器、液壓系統(tǒng)為執(zhí)行器，觸摸屏作為通信上位機(jī)，實(shí)時監(jiān)控整個運(yùn)行過程，經(jīng)過運(yùn)行生產(chǎn)，實(shí)踐證明大大提高了生產(chǎn)效率，降低了由于人工誤差造成的印花花色不均勻等問題。

關(guān)鍵詞：絲網(wǎng)印花機(jī)；PLC；觸摸屏

中圖分類號：TN605 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）09-0007-02

1 控制系統(tǒng)構(gòu)建

該自動印花機(jī)由七個工位組成，前六個工位都是相同的可以進(jìn)行不同的顏色的印刷，每個工位的工作模式可以自由的切換（預(yù)設(shè)計(jì)兩種工作模式），最后的一個工位是進(jìn)行烘烤用的。每一次工作時，要等每個工位的動作都完成之后傳送帶才可以進(jìn)行下一個工位的輸送。第一次開始時，要待布料放好之后再按一次啟動按鈕之后再進(jìn)行輸送帶的工作。在每個工位的一側(cè)還安裝了可以切換手動工作和自動工作的按鈕，以及每個工位對應(yīng)的氣缸的手動按鈕。

對于全自動絲網(wǎng)印花機(jī)，它的主要的運(yùn)動包括： ①臺板（放置布料）在橢圓形的軌道上的移動及定位； ②網(wǎng)框的上下運(yùn)動； ③刮刀的來回往復(fù)刮印運(yùn)動?，F(xiàn)在以一個工位為例，圖1所示為一個工藝的系統(tǒng)流程圖，其余工位與該工位類似。

該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互功能。通過觸摸屏設(shè)置的參數(shù)向PLC發(fā)號施令，PLC接收到信號后通過軟件程序?qū)ψ冾l器及三相異步電動機(jī)發(fā)出指令。刮刀的運(yùn)動由電機(jī)控制，可以通過變頻器調(diào)節(jié)刮刀的運(yùn)動方向和啟動速度，同時通過左右光電開關(guān)控制刮印動作的幅度。

傳送帶采用的是伺服電機(jī)加上減速機(jī)的驅(qū)動模式，根據(jù)皮帶輪還有傳送帶的齒數(shù)齒距計(jì)算出伺服電機(jī)的電子齒輪比，從而達(dá)到讓傳送帶每次走的是理想的距離。在傳送帶上打有定位孔，印花的時候每塊板放上去的位置都是固定在那些位置。前六個工位的工作原理都是一樣的：當(dāng)傳送帶到達(dá)位置之后，印花的機(jī)頭下降同時下面的裝布料的臺板上升到位之后再讓刮刀下降然后刮刀運(yùn)動，工作速度可以人為調(diào)節(jié)。一個工位的動作完成之后輸送帶再次工作，等到達(dá)位置之后再進(jìn)行重復(fù)性運(yùn)動。運(yùn)用傳送帶達(dá)到可以持續(xù)工作，每個工位間的距離也都一樣，這樣可以在印花的時候保持每個花色之間的拼接是剛剛好的。PLC通過控制電磁換向閥調(diào)整氣缸的動作來實(shí)現(xiàn)刮刀及刀架的上下移動。如圖1所示。

2 硬件電路簡介

電氣線路由三相異步電機(jī)主電路、PLC控制電路、1#-6#機(jī)頭接線電路、觸摸屏通信線路構(gòu)成。PLC采用臺達(dá)dvp32es2，同時內(nèi)建CANopen 網(wǎng)絡(luò)，另外主機(jī)I/O口最多可以擴(kuò)展256 點(diǎn)。主機(jī)IO擴(kuò)展模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊、再加上模擬量輸入/輸出模塊配合電源可在各種應(yīng)用場合靈活使用。

主電機(jī)和刮印電機(jī)均采用三相異步電動機(jī)。變頻器選用kinco，與PLC之間的通信協(xié)議是RS485。變頻器可以根據(jù)電機(jī)需要的實(shí)際輸出電壓來靈活輸入電源電壓，既可以節(jié)能又實(shí)時調(diào)速。

伺服電機(jī)采用臺達(dá)ECMA-C30604PS永磁同步交流伺服電機(jī)，它的工作原理是將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，最終驅(qū)動被控對象動作。作為執(zhí)行元件，伺服電機(jī)在自動控制系統(tǒng)中可以把接收來的電壓信號變換為電動機(jī)輸出軸上角位移或者角速度來輸出，因此具備線性度很高、機(jī)電常數(shù)小、定位精確的優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的普及應(yīng)用。

3 PLC程序編程

本系統(tǒng)采用臺達(dá)plc作為控制電路，由于前面的六個工位的動作都是一樣的，所以采用的程序也都是一樣的。程序分為各工位自動工作，工位信號，手動工作復(fù)位，手動工作按鈕等多個部分，圖2介紹了一個工位時的自動工作流程圖。

4 觸摸屏設(shè)計(jì)

在輸送帶上有一個原點(diǎn)，每次自動工作之前找一次原點(diǎn)，可以減小機(jī)器由于配合直接的冗余而存在的誤差的累積。如圖3所示，自動工作之前，在觸摸屏的參數(shù)設(shè)置畫面設(shè)置好所需參數(shù)，其中下壓時間表示的是機(jī)頭下的電磁閥得電之后過了這個時間之后刮刀再工作，切換時間則是在刮刀1第一次工作之后若要切換到刮刀2所需的時間。次數(shù)的話是指刮刀重復(fù)工作的次數(shù)。

上升是在工作都完成之后機(jī)頭上升的時間，因?yàn)闄C(jī)器上用的是氣缸控制上升到位的速度，由于受到空氣壓強(qiáng)的大小還有流量等因素的影響，所以設(shè)置一個上升時間可以保證機(jī)器在這個時間內(nèi)可以上升到位，然后輸送帶再次的工作進(jìn)入下一個工位然后持續(xù)的工作。畫面設(shè)置有兩種的工作模式：模式0是只有刮刀1工作，模式2是先刮刀1工作再切換到刮刀2工作一次。最后一排的啟動禁用則是根據(jù)印花的時候的不同需求，有的時候是兩三個工位就可以將衣物的上圖案完成；有的時候則是需要同時6個工位工作才可以完成，這樣就可以通過禁用/啟動來調(diào)節(jié)每個工位的工作狀態(tài)。

5 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的自動絲網(wǎng)印花系統(tǒng)采用PLC作為主控制器，結(jié)合變頻通信技術(shù)和氣動控制技術(shù)，采用觸摸屏作為人機(jī)交互模塊，可以實(shí)時監(jiān)控整個運(yùn)行過程，同時發(fā)出指令接受信號，最大程度上實(shí)現(xiàn)了自動化。.經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行測試，本控制系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，自動化程度高，印花精度較高等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐世許.可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2007.

[2]傅方波，梅順齊，趙雷，等.基于PLC 功能塊串行通信的自動絲網(wǎng)印花機(jī)控制系統(tǒng)的研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，（4）：65-67.

[3]于建斌，梅順齊，張智明，等.倍捻機(jī)機(jī)電協(xié)調(diào)傳動控制系統(tǒng)[J].輕工機(jī)械，2009，27（10）：59-61.endprint