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平網印花機是紡織印染行業特別是毛巾（含浴巾、沙灘巾、裝飾巾、毛巾掛毯等）制造企業的重要生產設備。平網印花機由橡膠輸送帶（簡稱“導帶”）輸送毛巾運動，多個平網在毛巾上套印不同的顏色，其印花及套色的準確性直接影響毛巾成品的美觀和質量等級，因而拖動系統大多采用伺服電機。為了提高生產效率，降低成本，又必須保持一定的印染速度，控制刮刀運動基本采用伺服或者變頻器。本文主要涉及到ASD-A5523-B拖動輸送帶、VFD007C43A變頻器驅動刮刀來回刮刷的應用。

1 設備運行步驟

首先在導帶的預定位置用乳白膠粘貼白色毛巾坯，然后啟動伺服電機，電機經蝸輪減速機減速后拖動輸送帶，當輸送帶上的毛巾對準印花平網的位置停穩后，平網網框下壓貼緊毛巾，通過網框上方的刮刀緊貼網框刮刷，將平網內放置的顏料透過鏤空的圖案印染到毛巾上。第一個顏色的圖案印完了，網框抬起，導帶將毛巾送到下一個網框位置停穩，開始第二個顏色圖案的印染………，直到十個顏色依次套準印完，一條彩色毛巾才告完成，而第二條毛巾緊接著第一條毛巾不間隔地套色印染………，周而復始，連續作業。印刷部分如圖1所示。

圖1  印刷部分示意圖

每條毛巾印染完成后，隨即送到隧道式蒸汽烘房內烘干，然后整理、質檢、包裝，直至入庫出廠。烘干、收料部分如圖2所示。

圖2  烘干、收料部分示意圖

2 方案概述與制定

2.1  方案概述

十色印花機中間的印花部分的長度有20多米。加上前面的送料部分和后面的烘箱部分，設備總長40米左右。設備要求刮刀行走盡量同步，這樣設備運行會比較美觀，效率也高。傳統的485通訊，傳輸速率低，容易受干擾，所以考慮采用CANopen通訊。

每個刮頭工位都有3個氣缸與2個關電傳感器，所以需要2個輸入點與3個輸出點。每個工位需要手動操作：臺板、換刮刀、刮刷動作、回墨動作等。并且需要在每個控制整個設備的啟動和停止。需要的輸入點比較多，客戶選擇觸摸屏來實現手動操作，而C2000變頻器都可以實現。主機28SV與10個C2000通過CANopen通訊，每個工位的觸摸屏與相應的C2000通過485通訊。

2.2  方案制定

控制器采用DVP28SV11T。28SV提供左側并列式高速擴展。由于方案需要通過CANopen通訊，所以選用此款PLC并擴展DVPCOPM-SL，如圖3所示。

圖3  左側為DVPCOPM-SL，右側為DVP28SV11T

牽引部分要求走精確定位，這樣每個顏色才能印到恰當的位置，不至于跑色。選用ASD-A5523-B伺服。因為導帶比較長，負載比較大，所以5.5kW伺服配20比1的減速機。如圖4所示。

圖4  5.5KW伺服配20比1的減速機

印刷頭部分是由刮刀與印刷模板組成。印刷步驟基本是先下網框，再印刷，接著上臺網框，然后回墨，印刷次數與回墨次數都是可設的。刮刷與回墨停車的位置是靠光電開關感應。刮頭部分需要一個變頻器來控制電機來回刮刷，并控制三個氣缸，進行網框上下動作與換刀動作。印刷頭如圖5所示。

圖5  印刷頭示意圖

選用C2000變頻器正好能滿足要求。C2000內置CANopeng通訊，內置PLC，有8個輸入口與4個輸出口。按控制要求來說，VFD075EC43A也能滿足要求。刮刀反復動作基本是快走快剎，所以C2000的長壽命設計與環境的耐受性正好符合這樣的環境。如圖6所示。

圖6  C2000變頻器示意圖

3 方案的實施

首先，需要設置CANopen網路，配置PDO映像。配置如圖7所示。

圖7  配置示意圖

由于設備需要刮刀啟停盡量同步，所以需要將主站設置里的同步時間修改為20ms，POD屬性里的傳輸類型改為1。C2000的參數設置：P00-20為6，P00-21為3，P09-30為0，P09-36為從站地址，P09-37為0，P09-40為0，P09-45為0。最后，在節點列表設置里添加一下設備就完成網絡配置了。網絡配置完成之后，28SV就可以通過讀寫PLC內部對應的寄存器來讀寫C2000的控制字、目標頻率、加速時間、減速時間、MI與MO端子。

4 結束語

此設備已經發往廣東汕頭數月，目前還未出任何問題，中途也未出現誤動作。這也反映出CANopen通訊比485更穩定，更快速。

作者簡介：

趙章強，出生于1984年8月，畢業于武漢工業學院，電氣工程及自動化專業。現任中達電通股份有限公司杭州分公司應用工程師，負責溫州地區技術支援。