基于PLC的自动丝网印花机的电气系统设计

潘世丽

摘要：本文设计研发了一条基于PLC 的自动丝网印花机控制系统的电气生产线，它以台达PLC为主控制器，变频器、液压系统为执行器，触摸屏作为通信上位机，实时监控整个运行过程，经过运行生产，实践证明大大提高了生产效率，降低了由于人工误差造成的印花花色不均匀等问题。

关键词：丝网印花机；PLC；触摸屏

中图分类号：TN605 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）09-0007-02

1 控制系统构建

该自动印花机由七个工位组成，前六个工位都是相同的可以进行不同的颜色的印刷，每个工位的工作模式可以自由的切换（预设计两种工作模式），最后的一个工位是进行烘烤用的。每一次工作时，要等每个工位的动作都完成之后传送带才可以进行下一个工位的输送。第一次开始时，要待布料放好之后再按一次启动按钮之后再进行输送带的工作。在每个工位的一侧还安装了可以切换手动工作和自动工作的按钮，以及每个工位对应的气缸的手动按钮。

对于全自动丝网印花机，它的主要的运动包括： ①台板（放置布料）在椭圆形的轨道上的移动及定位； ②网框的上下运动； ③刮刀的来回往复刮印运动。现在以一个工位为例，图1所示为一个工艺的系统流程图，其余工位与该工位类似。

该系统具有良好的人机交互功能。通过触摸屏设置的参数向PLC发号施令，PLC接收到信号后通过软件程序对变频器及三相异步电动机发出指令。刮刀的运动由电机控制，可以通过变频器调节刮刀的运动方向和启动速度，同时通过左右光电开关控制刮印动作的幅度。

传送带采用的是伺服电机加上减速机的驱动模式，根据皮带轮还有传送带的齿数齿距计算出伺服电机的电子齿轮比，从而达到让传送带每次走的是理想的距离。在传送带上打有定位孔，印花的时候每块板放上去的位置都是固定在那些位置。前六个工位的工作原理都是一样的：当传送带到达位置之后，印花的机头下降同时下面的装布料的台板上升到位之后再讓刮刀下降然后刮刀运动，工作速度可以人为调节。一个工位的动作完成之后输送带再次工作，等到达位置之后再进行重复性运动。运用传送带达到可以持续工作，每个工位间的距离也都一样，这样可以在印花的时候保持每个花色之间的拼接是刚刚好的。PLC通过控制电磁换向阀调整气缸的动作来实现刮刀及刀架的上下移动。如图1所示。

2 硬件电路简介

电气线路由三相异步电机主电路、PLC控制电路、1#-6#机头接线电路、触摸屏通信线路构成。PLC采用台达dvp32es2，同时内建CANopen 网络，另外主机I/O口最多可以扩展256 点。主机IO扩展模块、数字量输入/输出模块、再加上模拟量输入/输出模块配合电源可在各种应用场合灵活使用。

主电机和刮印电机均采用三相异步电动机。变频器选用kinco，与PLC之间的通信协议是RS485。变频器可以根据电机需要的实际输出电压来灵活输入电源电压，既可以节能又实时调速。

伺服电机采用台达ECMA-C30604PS永磁同步交流伺服电机，它的工作原理是将电压信号转化为转矩和转速，最终驱动被控对象动作。作为执行元件，伺服电机在自动控制系统中可以把接收来的电压信号变换为电动机输出轴上角位移或者角速度来输出，因此具备线性度很高、机电常数小、定位精确的优点，得到了广泛的普及应用。

3 PLC程序编程

本系统采用台达plc作为控制电路，由于前面的六个工位的动作都是一样的，所以采用的程序也都是一样的。程序分为各工位自动工作，工位信号，手动工作复位，手动工作按钮等多个部分，图2介绍了一个工位时的自动工作流程图。

4 触摸屏设计

在输送带上有一个原点，每次自动工作之前找一次原点，可以减小机器由于配合直接的冗余而存在的误差的累积。如图3所示，自动工作之前，在触摸屏的参数设置画面设置好所需参数，其中下压时间表示的是机头下的电磁阀得电之后过了这个时间之后刮刀再工作，切换时间则是在刮刀1第一次工作之后若要切换到刮刀2所需的时间。次数的话是指刮刀重复工作的次数。

上升是在工作都完成之后机头上升的时间，因为机器上用的是气缸控制上升到位的速度，由于受到空气压强的大小还有流量等因素的影响，所以设置一个上升时间可以保证机器在这个时间内可以上升到位，然后输送带再次的工作进入下一个工位然后持续的工作。画面设置有两种的工作模式：模式0是只有刮刀1工作，模式2是先刮刀1工作再切换到刮刀2工作一次。最后一排的启动禁用则是根据印花的时候的不同需求，有的时候是两三个工位就可以将衣物的上图案完成；有的时候则是需要同时6个工位工作才可以完成，这样就可以通过禁用/启动来调节每个工位的工作状态。

5 结语

本文设计的自动丝网印花系统采用PLC作为主控制器，结合变频通信技术和气动控制技术，采用触摸屏作为人机交互模块，可以实时监控整个运行过程，同时发出指令接受信号，最大程度上实现了自动化。.经过实际运行测试，本控制系统具有人机界面友好，自动化程度高，印花精度较高等特点。

参考文献

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