中達電通股份有限公司應用方案：台達AH500中型PLC在12軸圓網印花機上的應用

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台達AH500中型PLC在12軸圓網印花機上的應用

中達電通股份有限公司

1 前言

圓網印花機通常由進布裝置、印花機頭、烘燥裝置、落布裝置等四部分組成。目前，圓網印花機分為八色、十二色、十六色、二十四色等。圓網印花機的圓網周長主要有640mm和904mm兩種。其中，640mm圓網印花機居多。圓網印花機具有操作簡便、勞動強度小、產量高等特點，適合各種織物的印花，同時也適合多品種小批量織物的印花。主要裝置介紹如下：

圖1 12套色獨立傳動圓網印花機

進布裝置：有(you)布(bu)車(che)進(jin)布(bu)和(he)布(bu)卷(juan)進(jin)布(bu)兩(liang)種(zhong)。布(bu)卷(juan)進(jin)布(bu)時(shi)，可(ke)將(jiang)擺(bai)動(dong)式(shi)引(yin)布(bu)輥(gun)壓(ya)在(zai)布(bu)卷(juan)上(shang)，依(yi)靠(kao)引(yin)布(bu)輥(gun)轉(zhuan)動(dong)把(ba)布(bu)導(dao)入(ru)印(yin)花(hua)裝(zhuang)置(zhi)。進(jin)布(bu)時(shi)被(bei)織(zhi)物(wu)隨(sui)循(xun)環(huan)運(yun)行(xing)的(de)橡(xiang)膠(jiao)導(dao)帶(dai)前(qian)進(jin)而(er)完(wan)成(cheng)印(yin)花(hua)。此(ci)導(dao)帶(dai)先(xian)經(jing)給(gei)膠(jiao)輥(gun)在(zai)表(biao)麵(mian)塗(tu)一(yi)層(ceng)熱(re)塑(su)性(xing)樹(shu)脂(zhi)薄(bo)層(ceng)，可(ke)平(ping)整(zheng)地(di)粘(zhan)貼(tie)織(zhi)物(wu)。

印花裝置：圓網印花裝置包括圓網、刮刀、給漿裝置等，如圖2所示。

圖2 印花裝置

yuanwangshiyinhuajidehuaban，youniejinshuzhizao，youchengniewang，chengliubianxingwangkong。yuanwangliangduanyimentouguding，yifangyinhuashiyuanwangbianxing，yingxiangduihuadezhunquexing，nengchengshouyinhuashisejiangheguadaodeyali。weiletigaoyuanwangdedanxing，jianshaochengshoudeyali，yuanwangyaopianlizhichenggunzhongxinxiananzhuang，yibanyaopianli16mm左右。每一圓網機座有一示讀裝置，可顯示出各方向上所受的刮刀的壓力。

刮刀安裝在圓網中心線上的刮刀架上。刮刀架既裝有刮刀又裝有給漿管。刮刀係采用鉻、鉬、釩、鋼合金製造，具有摩擦係數小和可以任意調節角度的特點。印花時，刮刀的刀口和圓網的內圓相切，刮刀對色漿以施加壓力為主、刮為輔的複合動作。

圓網印花機的刮刀壓力和位置可以調節，以適應各種花型和各種厚、薄色漿的織物印花。

印yin花hua裝zhuang置zhi圓yuan網wang印yin花hua機ji是shi自zi動dong給gei漿jiang，每mei一yi圓yuan網wang都dou配pei有you給gei漿jiang係xi統tong。供gong應ying色se漿jiang時shi，將jiang機ji台tai上shang塑su料liao管guan一yi端duan套tao在zai金jin屬shu給gei漿jiang管guan上shang，而er機ji外wai另ling一yi端duan軟ruan管guan插cha入ru色se漿jiang桶tong內nei，用yong泵beng輸shu入ru圓yuan網wang，由you電dian極ji自zi動dong控kong製zhi色se漿jiang液ye麵mian的de高gao度du。

烘幹和擺布裝置：圓yuan網wang印yin花hua機ji采cai用yong鬆song式shi熱re風feng烘hong幹gan。印yin花hua後hou即ji和he橡xiang膠jiao導dao帶dai分fen離li，導dao入ru烘hong幹gan部bu分fen，鬆song式shi平ping放fang在zai滌di綸lun網wang上shang，經jing熱re風feng烘hong幹gan出chu布bu。出chu布bu由you電dian動dong擺bai布bu軸zhou牽qian引yin落luo入ru布bu車che內nei。

圓網印花機具有勞動強度低、生產效率高、對織物適應性強的優點，適合於化纖織物、針織物、輕薄織物印花；能獲得花型活潑、色澤鮮豔的效果，並可避免傳色的疵病。但是，受圓網結構的限製，印製精細線條時效果還不十分理想。本文針對圓網印花機的12軸控製作詳細介紹。

2 控製係統設計原理

本文中，圓網印花機是12軸印刷，12軸圓網需要位置同步套色，主機在加減速過程中，12軸印花棍需要精確同步跟隨。在套色出現偏移時，需要實時調整軸位置。主要的控製要求如下:

2.1 12軸同步跟隨控製

印花棍需要與橡膠導帶速度同步，橡膠導帶由變頻器帶動主電機經過1/25.5的減速箱控製。跟隨主軸安裝在主電機後，編碼器的分辨率為1024P/R。將編碼器信號接到AH10PM的X0.8和X0.9端子，AH10PM可以帶6個軸，所以需要兩個AH10PM，編碼器信號可以並到兩AH10PM端子上。在AH10PM可以建立主從電子齒輪關係的運動程序。

2.2 網頭單獨運行

印刷結束後需要清洗導帶和圓網，需要在導帶不運行的情況下12個網頭單獨運行。這個功能可以通過在AH10PM裏建立虛主軸，讓12個網頭跟隨虛主軸。虛主軸進行JOG或者變速運動，因12個軸與虛主軸之間建立了主從關係，12個網頭就會跟隨虛主軸運動。在正常生產時，讓虛主軸跟隨主編碼器運動，而虛主軸一直與12個軸保持主從關係保持在不同情況下都是同步關係。

2.3 對花糾偏

在印花過程中，會因布的張力大小、導帶與布之間的摩擦力、圓網變形等情況，造成套色偏移。需要通過糾正網頭與導帶之間的相位把花色重新對準。我們通過虛主軸與12個軸建立了電子齒輪的關係，在需要進行糾正時，可以實時更改電子齒輪的分子。工藝上糾偏分為快進、快退、慢進、慢退，隻要設定不同大小的齒輪比就可以實現。

2.4 觸摸屏、模擬量、I/O點控製

圓網印花機的各個裝置如烘箱、水氣閥、擺布變頻器、導帶上下、糾偏快進快退慢進慢退按鈕都是通過台達DVP-ES2與AH500 CPU進行PLC-link通訊，再由AH500 CPU與AH10PM進行數據交往，把外部信號讀進來，更改相應的變量實現控製。

3 硬件架構

根據以上係統要求構建硬件架構，如圖4、圖5和圖6所示。

圖4 硬件結構圖

圖5 硬件結構圖

圖6 現場硬件圖

需要注意的是實際現場整個電櫃的幹擾問題。AH10PM的高速計數器的端子是集電極輸入，AH10PMdeqiansizhoumaichongshuchushichafenxingshi，houliangzhoumaichongshuchushijidianjishuchu，jidianjihenrongyishoudaowaibudeganrao，jianyizhubianmaqishiyongtuiwandeshuchufangshi，pingbicengyaodanduanjiedi，zhenggedianguixuyaolianghaodejiedi，fouzehenrongyizaochengmokuaiyumokuaijiandeweizhipiancha。

4 軟件架構

根據以上係統要求可以構建運動程序架構，如圖6所示。

圖7 運動程序架構

係xi統tong在zai正zheng常chang運yun行xing時shi，虛xu擬ni主zhu軸zhou跟gen隨sui主zhu編bian碼ma器qi運yun行xing，通tong過guo改gai變bian主zhu編bian碼ma器qi與yu虛xu擬ni軸zhou之zhi間jian的de齒chi輪lun比bi，可ke以yi在zai觸chu摸mo屏ping裏li調tiao整zheng導dao帶dai與yu網wang頭tou摩mo擦ca係xi數shu。當dang產chan生sheng套tao色se偏pian移yi時shi，可ke以yi調tiao整zheng虛xu擬ni主zhu軸zhou與yu從cong軸zhou之zhi間jian的de齒chi輪lun比bi來lai調tiao整zheng導dao帶dai與yu網wang頭tou之zhi間jian的de相xiang位wei。

當需要單動網頭時，可以直接JOG或者變速運動虛擬主軸，從軸同樣會跟隨虛擬主軸運動。

5 PLC-link與AH500背板數據交換

在本案例中，所有的外部I/O點都是接到台達DVP-ES2小型PLC裏，再由PLC-link傳到AH500 CPU裏。PLC Link是透過RS485的聯機來進行數據交換的網絡機製。台達AH500是圖形化規劃接口，提供PLC Link與Ether Link的主機數據交換，便利快速的功能、簡單的填表與設定，即可以在免程序撰寫下實現複雜的數據交換通訊功能，針對OEM設備集中收集信息至FMCS或ERP的應用需求，特別有幫助。

AH500 CPU與AH10M模塊之間的數據是通背板通訊實現，通過建立數據交換表來定義互相交換寄存器地址。

6 程序編寫

程序主要分為軸初始化、係統正常生產即跟隨主編碼器、網頭單動、網頭對花和糾偏。

1號軸初始化如圖8所示，其他軸類似。定義運動軸的最高速、最低速和加減速時間以及脈衝輸出方式等。AH10PM前四軸最高頻率可以達到1MHz，後兩軸最高頻率是200kHz，為了統一，我們都設為200kHz。

圖8 1號軸初始化程序

虛軸建立不需要進行初始化，直接可以用軸號K7～K16來聲明。圖9是主編碼器與虛主軸建立主從關係。Master軸為0，即高速計數器X0.8、X0.9。Slave軸為7，就是虛軸。

圖9 主編碼器與虛主軸建立主從關係程序

12軸跟隨主編碼器運動，建立主從跟隨關係。如圖10所示為1號軸跟隨，其他軸類似。

圖10 1號軸跟隨程序

糾偏功能分為快進、快退、慢進、慢退，可以通過改變齒輪比實現，如圖11建立一個跟隨條件功能塊。

圖11 跟隨條件功能塊

計(ji)布(bu)長(chang)是(shi)主(zhu)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)計(ji)數(shu)長(chang)度(du)，這(zhe)個(ge)長(chang)度(du)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)清(qing)零(ling)，所(suo)以(yi)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)用(yong)虛(xu)主(zhu)軸(zhou)的(de)脈(mai)衝(chong)值(zhi)。但(dan)是(shi)，可(ke)以(yi)再(zai)建(jian)立(li)一(yi)個(ge)虛(xu)軸(zhou)用(yong)於(yu)計(ji)長(chang)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)清(qing)零(ling)而(er)不(bu)影(ying)響(xiang)其(qi)他(ta)軸(zhou)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，如(ru)圖(tu)12。