絲網(wǎng)印花機是一種在一塊材料上整齊有序地印制多種色彩、標(biāo)簽、字符等標(biāo)示符的設(shè)備。能印刷材料相當(dāng)廣泛，比如絲帶、膠帶、膠貼、橡筋帶、棉帶、 人字帶、布帶和織邊帶等等外，還包括人造皮革和膠料。其中輪轉(zhuǎn)式印刷機系列還可以印制成衣、鞋帽、玩具及各種帶類的商標(biāo)。目前國內(nèi)多色印花機基本上采用的 多PLC控制方案，系統(tǒng)由一個主PLC協(xié)調(diào)整體系統(tǒng)工作，每個工位配置(一個工位印制一種花色)一個小PLC，該PLC的作用主要是協(xié)調(diào)該色位的兩個電機之間的動作，一個動作是由步進(jìn)電機帶動色標(biāo)電眼去檢測誤差;另一個動作是刮刀伺服電機補償色標(biāo)電源檢測到的誤差并帶動印刷設(shè)備開始印刷工作。圖1是其中一個工位的部件指示圖。

系統(tǒng)要求

絲網(wǎng)印花機是一個由印花工位、烘干工位、拖膜工位、收料工位組成的系統(tǒng)，其中印花工位最為重要，如何保證每一個印花工位所印制的花色能夠準(zhǔn)備無誤地套在 前一個色上是控制系統(tǒng)必須實現(xiàn)的功能之一。印花工位1(第一道工位)處于整條生產(chǎn)線的最前端，在這個工位上印制第一到花色，在該工位印制第一到花色后，后 面的幾個工位在印制前要確保所印制花色的位置與第一到花色位置成一定位置關(guān)系，否則就會出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象。因第一個工位處于系統(tǒng)最前面，所以無需要進(jìn)行誤差 檢測。印花工位2/3/4/5/6/7/8(第2/3/4/5/6/7/8道工位)處于整條生產(chǎn)線的后端，在這幾個工位上印花前，必需確保所印制花色的位 置與第一到花色的位置成一定位置關(guān)系，否則就會出現(xiàn)印花錯位的現(xiàn)象;因此在這幾個工位上有一個專門的色標(biāo)檢測電眼，通過電眼來檢測前一到工位所印花色的位 置，從而調(diào)整本到工位應(yīng)該印制的位置，進(jìn)而起到校準(zhǔn)的作用。

方案設(shè)計

以前方案介紹

圖2為以前的系統(tǒng)方案構(gòu)架，整套系統(tǒng)中PLC之間采用485的通訊方式，主站PLC通過485來協(xié)調(diào)下面各個工位PLC之間的動作并交換各種數(shù)據(jù)，交換的數(shù)據(jù)包括報警信息、印制長度等，整套系統(tǒng)中所使用的PLC根據(jù)工位的增加而增加。

方案特點：

通訊速度慢、響應(yīng)不及時：采用485通訊方式，由于目前設(shè)備較長(8色機長度達(dá)到40m)，要贏得穩(wěn)定的通訊，必須使用較低的通訊速率，因此整套系統(tǒng)響應(yīng)比較慢;

編程量大：系統(tǒng)中采用了多臺PLC，而PLC之間的數(shù)據(jù)交換必須通過編程來完成，每個PLC均要進(jìn)行獨立的編程操作，因此給編程、維護(hù)造成了大量的工作量;

印刷速度慢、效率低：一個工作流程中各個工位與主PLC間交換數(shù)據(jù)的次數(shù)多，系統(tǒng)在交換數(shù)據(jù)上花費了太多時間，造成了系統(tǒng)效率低下，印刷速度提不上去;

升級能力不足：由于系統(tǒng)的印花數(shù)跟控制器有關(guān)，如果想增加新的花色還需要購買新的控制器和相關(guān)附件，因此增加了系統(tǒng)的改造成本;同時系統(tǒng)使用的主PLC也屬于小型PLC，如果新增工位，必然會對系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生較大影響，因此不利于系統(tǒng)的升級換代;

系統(tǒng)成本高：每一個工位使用單獨的PLC進(jìn)行控制，增加了系統(tǒng)成本;

接線眾多，距離長，抗干擾能力差：系列中每個印花工位都有汽缸，而這些汽缸都是統(tǒng)一由主PLC控制，系統(tǒng)從生產(chǎn)線的頭段到最后一個汽缸之間的距離很長，導(dǎo)致系統(tǒng)接線距離長，同時成本高，而且布線不便，故障檢查繁瑣等等問題;

現(xiàn)在采用方案

圖3為CANopen總線解決方案，該方案是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域非常流行的總線解決方案，所有的硬件設(shè)備均連接到CAN總線上，設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換通過總線來完 成，由于具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，因此系統(tǒng)具有很高的實時性和很強的數(shù)據(jù)處理能力。主PLC與各個工位之間的通訊全部采用總線，交換的數(shù)據(jù)可以更多，速度也 更快，系統(tǒng)中印花工位的增加對控制器沒有任何成本影響，而且對整個系統(tǒng)的性能影響也甚小!

方案簡介

附表為系統(tǒng)配置表。

每個工位的操作面板

如圖4所示的工位操作面板，其中：

印刷左移：控制伺服電機帶動印刷臂左移

印刷右移：控制伺服電機帶動印刷臂右移

追色左移：控制色標(biāo)電機帶動色標(biāo)左移

追色右移：控制色標(biāo)電機帶動色標(biāo)右移

這4個按鈕開關(guān)信號均直接接入ed伺服驅(qū)動器，通過在伺服驅(qū)動器內(nèi)部對這4個輸入信號進(jìn)行編程，即可實現(xiàn)對伺服電機的控制，不需PLC在發(fā)送任何信號， 為PLC節(jié)省了資源。另外ed系列伺服驅(qū)動器可以通過數(shù)字輸入接口進(jìn)行位置、速度、扭矩控制的功能：最多可以存儲256段包含位置、速度、加速度等控制指 令的運動控制程序，可通過多達(dá)8個的數(shù)字輸入信號選擇執(zhí)行不同的運動控制程序，另外ed系列伺服還具有兩個可編程設(shè)定的數(shù)字輸出反饋信號，可以通過這兩個 信號去控制汽缸等外部裝置。

印花工位控制

印花工位的控制是整個控制系統(tǒng)的核心，分為色標(biāo)電機控制和刮刀電機控制兩部分，控制要求即是在前一個色印刷完成后，本工位如何通過色標(biāo)來檢查誤差，然后把這個誤差傳輸?shù)焦蔚峨姍C，由刮刀電機來補償這個誤差，由此來實現(xiàn)準(zhǔn)確的套色。

色標(biāo)補償電機控制

色標(biāo)補償電機的控制采用絕對定位模式和3模式來完成，在拖膜完成后，PLC通過CAN總線發(fā)送pdo命令到色標(biāo)伺服驅(qū)動器，然后色標(biāo)伺服驅(qū)動器即控制誤 差補償步進(jìn)電機以絕對定位的方式運行到目標(biāo)位置，然后自動切換成3模式返回，返回過程中檢查到色標(biāo)，即停止運行，同時記錄下誤差。

刮刀電機控制

刮刀電機的控制采用絕對定位模式，刮刀長度、刮刀速度均通過CAN傳送給伺服驅(qū)動器。刮刀目標(biāo)位置由色標(biāo)補償伺服驅(qū)動器把檢測到的誤差通過CAN總線傳 遞給刮刀伺服，然后由刮刀伺服自動計算出電機運行目標(biāo)位置，這個計算過程直接由工位上的兩臺伺服完成，無需PLC參與計算。刮板動作的開始與停止均通過 PLC發(fā)送pdo來實現(xiàn)。