0 引言

　　自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)主要應(yīng)用于裁片印花，例如T恤、文化衫等。近年來，印花行業(yè)迅猛發(fā)展，對(duì)自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)的需求也越來越大，市場(chǎng)上國(guó)外品牌的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)占了大多數(shù)，所以研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)十分必要。本設(shè)計(jì)以PLC做為核心控制器，變頻器及電磁閥為輔，實(shí)現(xiàn)對(duì)各運(yùn)動(dòng)及動(dòng)作的控制。PLC是集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，具有可靠性強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用方便等特點(diǎn)。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力傳動(dòng)元件，具有節(jié)能、安全可靠等特點(diǎn)。電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)，電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，并且控制的精度和靈活性都能夠保證。本設(shè)計(jì)具有自動(dòng)化程度高，可靠性性強(qiáng)，控制精確等特點(diǎn)。

1 控制系統(tǒng)的搭建

　　自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作主要包括：①臺(tái)板在橢圓形軌道上的移動(dòng)及定位；②網(wǎng)框的上下運(yùn)動(dòng)；③刮刀的來回往復(fù)刮印。綜合考慮以上運(yùn)動(dòng)后，以一個(gè)工位為例，可設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)原理圖如下圖1，其余工位與該工位類似悼剖。

圖1控制系統(tǒng)原理圖

　　系統(tǒng)采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，可以方便的操作控制PLC發(fā)出各種指令。再以PLC為核心控制器，通過PLC對(duì)變頻器發(fā)出指令，變頻器再控制電機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)臺(tái)板定位和刮印動(dòng)作；同時(shí)，通過位置傳感器檢測(cè)臺(tái)板的定位和刮刀動(dòng)作是否完成，位置傳感器將檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC，PLC再次調(diào)整臺(tái)板定位和刮印動(dòng)作，直到符合設(shè)定的要求。另外，PLC通過控制電磁換向閥調(diào)整氣缸的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)框的定位；同時(shí)，通過位置傳感器檢測(cè)網(wǎng)框的位置，檢測(cè)其是否到達(dá)指定位置，并將數(shù)據(jù)反饋給PLC，PLC再次調(diào)整網(wǎng)框位置，直到符合設(shè)定的要求。整個(gè)控制系統(tǒng)主要分為2部分，一個(gè)部分是PLC對(duì)主電機(jī)、刮印電機(jī)的控制，由變頻通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)；另一部分是PLC對(duì)網(wǎng)框氣缸的控制，由電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)。本控制系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，自動(dòng)化程度高，印花精度較高等特點(diǎn)。

2 PLC對(duì)主電機(jī)、刮印電機(jī)的控制

　　選取OMRON CPlH PLC，該機(jī)型有40點(diǎn)，24點(diǎn)輸入16點(diǎn)輸出，支持RS232及RS485通信；以及三菱FR—ES00系列變頻器，該系列變頻器支持RS485通信；主電機(jī)和刮印電機(jī)均采用異步電機(jī)。PLC與變頻器間的通信采用RS485協(xié)議，該協(xié)議具有傳輸速度快，穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。

　　2.1 PLC與變頻器的接線

圖2 PLC與變頻器的接線

　　2.2 變頻器參數(shù)設(shè)置

　　為實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器間RS485通信，必須對(duì)變頻器做相應(yīng)設(shè)置，見表1。

　　2.3 PLC程序的編寫

　　開發(fā)環(huán)境采用歐姆龍公司的CX-Programmer7.0軟件，該款軟件支持功能塊程序的編寫。功能塊類似于高級(jí)語言中的函數(shù)，方便主程序的調(diào)用，功能塊支持梯形圖編程和sT語言編程，ST語言類似于PASCAL語言，相比于梯形圖。ST語言在處理數(shù)據(jù)和邏輯關(guān)系方面更為簡(jiǎn)單有效。本系統(tǒng)中有一定量數(shù)據(jù)處理，故采用ST語言編程。PLC程序編寫過程如下：第1步，編寫主程序，設(shè)定各通道的值；第2步，編寫功能塊程序；第3步，插入功能塊，調(diào)用“新功能塊調(diào)用(F)”指令。程序流程見圖3。

圖3程序流程圖

　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)本程序簡(jiǎn)單，可行，能方便的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。

3 PLC對(duì)網(wǎng)框氣缸的控制

　　通過PLC控制電磁閥，進(jìn)而控制氣缸，可以方便精確的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)框的上下運(yùn)動(dòng)，滿足印花工藝的需求。下面以控制一個(gè)氣缸為例說明，主要由電磁閥，溢流閥實(shí)現(xiàn)，氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖4。

圖4氣動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖

　　當(dāng)臺(tái)板運(yùn)行到網(wǎng)框下方時(shí)，PLC控制電磁鐵YA通電，電磁換向閥換向，氣缸泄放，在復(fù)位彈簧作用下，氣缸下移，網(wǎng)框跟隨氣缸下移，接著刮刀往復(fù)刮印，完成印花；PLC再控制電磁鐵YA斷電，電磁換向閥換向，氣缸上移，網(wǎng)框隨氣缸向上運(yùn)動(dòng)，完成一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)。

4 結(jié)語

　　本控制系統(tǒng)結(jié)合了變頻通信技術(shù)和氣動(dòng)控制技術(shù)，能夠有效的控制臺(tái)板的移動(dòng)，網(wǎng)框的上下運(yùn)動(dòng)，刮刀的往復(fù)刮印，從而完成印花的任務(wù)，具有一定的實(shí)用推廣價(jià)值。