>1 引言
圓網(wǎng)印花機是一種使用圓形鎳網(wǎng)在白色坯布上可連續(xù)印制各色圖案專用加工設(shè)備，工作原理類似套色印刷機，整機包括進布、主機、烘房、落布這四大部分，主機部分是由主電機經(jīng)蝸輪蝸桿減速機后帶動一直徑約450mm(長1.8m～3m不等)輥子，輥子帶動厚2mm多的聚氨脂導(dǎo)帶轉(zhuǎn)動，由直徑較小的被動輥拉緊導(dǎo)帶，使與輥子導(dǎo)帶間無打滑，導(dǎo)帶在兩輥間形成一平面，坯布被貼緊導(dǎo)帶經(jīng)由第一色網(wǎng)到最后一色網(wǎng)位而進入烘房將布烘干。只要網(wǎng)子與導(dǎo)帶嚴格同步，且網(wǎng)子間任意時刻相位沒有誤差，則可以在高速運動中(最高速為120m/min)嚴格保持0.1mm的印花精度(這也是印花導(dǎo)帶的最高精度)。與數(shù)控技術(shù)在機床中應(yīng)用一樣，先進的圓網(wǎng)印花機用網(wǎng)頭單電機驅(qū)動技術(shù)淘汰了落后的機械減速箱長軸傳動的方式，克服了原機械傳動間隙和磨損對印花的影響。與數(shù)控加工技術(shù)相比，他是一種高速高精度同步技術(shù)，升降速不能有明顯的速度和位置誤差。而不能象數(shù)控那樣有時需降低進給速度來保證較小的誤差。全伺服圓網(wǎng)印花機是指主電機與網(wǎng)頭獨立傳動電機均采用伺服電機，而進、出布電機是采用變頻電機拖動。

2 圓網(wǎng)印花機電控系統(tǒng)
德高的圓網(wǎng)印花機電控系統(tǒng)由兩大部分組成，基于底層開發(fā)的先進電子技術(shù)實現(xiàn)的高速高精度同步運動控制，使網(wǎng)頭電機(步進或伺服驅(qū)動)精確跟蹤布速(通過高分辯率編碼器測主輥角速度間接得到),實現(xiàn)套色印花。變化的位置信息因最快10μs系統(tǒng)就可在線處理。因此可使1s內(nèi)車速由80m/min降為零都不會產(chǎn)生多大位置誤差，這一點在國內(nèi)是唯一能同國外先進系統(tǒng)相比的。另一大部分是由通用PLC實現(xiàn)的整機由進布到出布同步拖動控制及操作控制，以觸摸屏完成速度模擬條顯示，升降速的不同速度段快捷鍵一鍵操作，及故障滾動顯示。界面如圖1所示。

系統(tǒng)的邏輯動作較為簡單，PLC程序沒什么難度，此處只舉一例，供大家參考，整機除可用觸摸屏操作外，仍保留按扭操作，按扭中最常用的為啟/停按扭，為了減少外部連線并節(jié)約PLC的輸入口，我們在如停車狀態(tài)時需要操作的圓網(wǎng)自轉(zhuǎn)開/停按扭，采用了單按鈕操作，即第一次按下為開，在按一次為?！，F(xiàn)以FX系列PLC為例說明實現(xiàn)方法，此處是采用計數(shù)器法。假設(shè)輸入按鈕接在X001，輸出為Y001，梯形圖為圖2所示。

其中PLSY發(fā)脈沖指令在FX系列PLC中只能從Y0輸出，此一點因PLC不同而不同。

3 系統(tǒng)的同步控制
系統(tǒng)的同步控制我們采用了兩種方式

(1) 第一種方式較為簡單，技術(shù)要求低用模擬電壓為給定控制主伺服電機和進落布烘房變頻器的給定，原理如圖3所示，為使線速度一致采用數(shù)字式同步控制器實現(xiàn)同一主給定下各路不同比例輸出(價格比PLC專用D/A模塊便宜，輸出模擬電壓為12位D/A，精度也足夠，除主電機外，進落布取調(diào)節(jié)布張力的松緊架信號(實質(zhì)為±5V供電的電位器)，因此同步器的數(shù)學(xué)表達式可描述為:
Ui=Um×Ki+Uf×Kfi(輸出最高電壓為10V)
其中:Ui為第i路輸出;
Um為主令電壓;
Ki為第i路輸出比例系數(shù);
Uf為該路反饋電壓;
Kfi為反饋系數(shù)。

實際調(diào)試中為使布受的張力均勻，特別是升降速時同步效果好，除松緊架反饋系數(shù)合適外，還要注意變頻器的升降速時間參數(shù)設(shè)不可太長，以免反饋信號作用后反應(yīng)時間太慢造成同步不好。我們選用的同步器帶外部升、降數(shù)字信號輸入，即UP與DOWN與其相應(yīng)的地接通可使輸出電壓升高和降低，因給定為內(nèi)部數(shù)字給定，使輸出模擬電壓穩(wěn)定性很好，再采用伺服電機驅(qū)動從而保證了主傳動的穩(wěn)定。這里值得一提的是我們采用了主伺服電機驅(qū)動器上編碼器輸出差分信號，來測量主電機的速度，實現(xiàn)自動按設(shè)定速度升降速，自動停車，自動判斷導(dǎo)布速等功能，所有參數(shù)可通過觸摸屏進行參數(shù)的修改，如升降速時間，導(dǎo)布速調(diào)節(jié)。伺服驅(qū)動編碼器接口到PLC的接口電路如圖4所示，不僅實現(xiàn)了隔離，且完成信號類型和電平轉(zhuǎn)換。FX2N系列有高速脈沖輸入口，用SPD指令可以完成對速度的測量，要注意的是用于速度控制要留有誤差帶，不然會引起速度的振蕩。

(2) 第二種方案是采用總線通過通訊控制完成坯布輸送的同步，從而省去同步控制器。完全的數(shù)字化控制，不僅減少了連線，系統(tǒng)的可靠性和抗干能力都大大提高。而且伺服或變頻器的故障原因可直接在觸摸屏顯示出來。系統(tǒng)框圖如圖5所示。其中松緊架的反饋信號則送入變頻器，實現(xiàn)對主令速度的微調(diào)整，反饋系數(shù)可直接在變頻器設(shè)置或在觸摸屏設(shè)置，用485總線送入變頻器。不管采用什么品牌的PLC為得到良好的實時特性和同步的一致性，避免因通訊的延遲在升降速過程對電機同步的影響，我們采用中斷控制的方法，效果是很好的。歐姆龍的通訊有專用指令很簡單，在此不再贅述。

4 通訊方案
最后