0 引言
自动丝网印花机主要应用于裁片印花，例如T恤、文化衫等。近年来，印花行业迅猛发展，对自动丝网印花机的需求也越来越大，市场上国外品牌的自动丝网印花机占了大多数，所以研究具有自主知识产权的自动丝网印花机十分必要。本设计以PLC做为核心控制器，变频器及电磁阀为辅，实现对各运动及动作的控制。PLC是集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，具有可靠性强、性能价格比高、使用方便等特点。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件，具有节能、安全可靠等特点。电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，并且控制的精度和灵活性都能够保证。本设计具有自动化程度高，可靠性性强，控制精确等特点。
1 控制系统的搭建
自动丝网印花机的运动和动作主要包括：①台板在椭圆形轨道上的移动及定位；②网框的上下运动；③刮刀的来回往复刮印。综合考虑以上运动后，以一个工位为例，可设计控制系统原理图如下图1，其余工位与该工位类似悼剖。
图1控制系统原理图
系统采用触摸屏实现人机交互，可以方便的操作控制PLC发出各种指令。再以PLC为核心控制器，通过PLC对变频器发出指令，变频器再控制电机的运行，进而实现台板定位和刮印动作；同时，通过位置传感器检测台板的定位和刮刀动作是否完成，位置传感器将检测的数据反馈给PLC，PLC再次调整台板定位和刮印动作，直到符合设定的要求。另外，PLC通过控制电磁换向阀调整气缸的动作，实现网框的定位；同时，通过位置传感器检测网框的位置，检测其是否到达指定位置，并将数据反馈给PLC，PLC再次调整网框位置，直到符合设定的要求。整个控制系统主要分为2部分，一个部分是PLC对主电机、刮印电机的控制，由变频通信技术实现；另一部分是PLC对网框气缸的控制，由电磁换向阀来实现。本控制系统具有人机界面友好，自动化程度高，印花精度较高等特点。
2 PLC对主电机、刮印电机的控制
选取OMRON CPlH PLC，该机型有40点，24点输入16点输出，支持RS232及RS485通信；以及三菱FR—ES00系列变频器，该系列变频器支持RS485通信；主电机和刮印电机均采用异步电机。PLC与变频器间的通信采用RS485协议，该协议具有传输速度快，稳定性高等特点。
2.1 PLC与变频器的接线
图2 PLC与变频器的接线
2.2 变频器参数设置
为实现PLC与变频器间RS485通信，必须对变频器做相应设置，见表1。
2.3 PLC程序的编写
开发环境采用欧姆龙公司的CX-Programmer7.0软件，该款软件支持功能块程序的编写。功能块类似于高级语言中的函数，方便主程序的调用，功能块支持梯形图编程和sT语言编程，ST语言类似于PASCAL语言，相比于梯形图。ST语言在处理数据和逻辑关系方面更为简单有效。本系统中有一定量数据处理，故采用ST语言编程。PLC程序编写过程如下：第1步，编写主程序，设定各通道的值；第2步，编写功能块程序；第3步，插入功能块，调用“新功能块调用(F)”指令。程序流程见图3。
图3程序流程图
经过实验证实本程序简单，可行，能方便的对电机进行控制。
3 PLC对网框气缸的控制
通过PLC控制电磁阀，进而控制气缸，可以方便精确的实现网框的上下运动，满足印花工艺的需求。下面以控制一个气缸为例说明，主要由电磁阀，溢流阀实现，气动控制系统原理如图4。
图4气动系统控制原理图
当台板运行到网框下方时，PLC控制电磁铁YA通电，电磁换向阀换向，气缸泄放，在复位弹簧作用下，气缸下移，网框跟随气缸下移，接着刮刀往复刮印，完成印花；PLC再控制电磁铁YA断电，电磁换向阀换向，气缸上移，网框随气缸向上运动，完成一个周期的运动。
4 结语
本控制系统结合了变频通信技术和气动控制技术，能够有效的控制台板的移动，网框的上下运动，刮刀的往复刮印，从而完成印花的任务，具有一定的实用推广价值。
(审核编辑: Doris)
