随着纺织品市场的迅猛发展,自动丝网印花技术的重要程度与日俱增。丝网印花作为一种传统的经典印花工艺,在印花产业中占据了非常重要的地位。然而,传统的以单片机为核心的丝网印花控制系统存在控制准确度低、可靠性差等问题。为了解决这些问题,本文提出了一种基于PLC(可编程逻辑控制器)和变频器的自动丝网印花机控制系统。
PLC是一种数字计算机,它是工业自动化的核心,用来实现各种生产过程的控制。PLC控制系统的可靠性高、功能强大、通用性好,已经成为现代工业自动化控制的主流设备。PLC通过接收传感器和输入装置的信息,根据用户编写的控制程序来驱动输出设备,从而控制整个系统的运作。
变频器是一种应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率和电压来控制交流电动机的电力控制设备。变频器广泛应用于各种交流电机速度控制。它能够实现电机的高效连续调速控制,易于实现电机的正反转切换,还可以进行高频度的启停运转。
在自动丝网印花机控制系统中,PLC作为核心控制器,控制异步电机、气缸以及刮刀、回墨刀等关键部件的运动。位置传感器会实时反馈各部件是否到位的信号,确保整个运动控制的精度。当台板运动到印刷工位后,系统执行一系列动作,包括台板停止、网框下降、刀架下降、刮刀和回墨刀进行刮印运动、网框升起和刀架升起等。这些动作完成后,台板会移动到下一个工位。
控制系统的主要运动包括:台板沿着椭圆轨道运动、刮刀和回墨刀的往复运动、网框和刀架的上下运动。通过精准控制这些运动,可以提高印花效率和印花质量。
PLC与变频器之间的通信采用的是RS-485协议,这种方式通信稳定,抗干扰能力强。变频器的主要参数设置范围广,能适用于多种功能电机的控制系统。在参数设置时,首先将变频器的参数恢复出厂设置,然后进行快速参数化,根据三相异步电机的铭牌信息进行参数修改,最后根据电机的运行要求和控制特点,详细设置变频器的参数。
在控制系统的搭建过程中,人机界面(HMI)从PLC中取得数据,并向PLC发号施令。这样方便用户设置参数和发出指令。控制系统的设计流程包括了理解工艺条件和控制要求、画出程序流程图、设计梯形图和编写程序。其中,编写程序主要使用了STEP7软件,它支持梯形图LAD、功能块图FBD和语句表STL三种汇编语言。
控制系统通过PLC对电机的控制,实现对台板、网框、刀架及刮刀的运动控制。系统运行稳定,能有效提高自动丝网印花机的运动控制能力,具有实际的工程应用价值。
该控制系统的设计对于提升纺织品印花的自动化水平、增强生产效率和产品质量具有重要意义。通过使用先进的PLC和变频器技术,替代了传统控制系统中的单片机,提升了整体控制系统的性能。这不仅提高了印花作业的效率,也提高了印花质量,增强了产品的市场竞争力。因此,基于PLC和变频器的自动丝网印花机控制系统研究具有重要的理论价值和实用意义。