運動控制器在圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：
介紹嵌入式PLC產(chǎn)品——運動控制器在圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用運動控制器的強大功能，實現(xiàn)主電機與網(wǎng)頭分電機間的同步，采用CANBUS總線和RS—485網(wǎng)絡(luò)通訊將所有狀態(tài)信息通過人機界面展現(xiàn)給用戶。用運動控制器構(gòu)建的圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)，最早的已在高溫、高濕、強腐、強電磁干擾環(huán)境中使用了2年多，運行良好。

1引言：
傳統(tǒng)圓網(wǎng)印花機的印花控制主要是靠機械傳動來實現(xiàn)導(dǎo)帶與網(wǎng)的同步，機械傳動誤差比較大，又容易磨損且維修極其不便。我公司早期的圓網(wǎng)印花機分電機傳動現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，采用CAN總線技術(shù)實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)在上位機上集中處理，并同時控制各網(wǎng)頭分電機，達到印花同步的目的。雖然可靠性、印花精度能滿足要求，但在不斷應(yīng)用中，它的復(fù)雜及不靈活性，使很多簡單的問題復(fù)雜化，需浪費大量的人力、物力、財力。

我們用運動控制器和人機界面搭建的圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)，用戶自己可以根據(jù)工藝要求用梯形圖語言編程，靈活達到控制目的，從根本上徹底解決了上述問題。

2圓網(wǎng)印花機控制要求

圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)分主傳動和分傳動兩大部分：主傳動主要是控制進布電機、超喂電機、印花電機、烘房電機、立柱烘電機和落布電機幾個單元之間的同步。分傳動則是實現(xiàn)印花主電機與網(wǎng)頭分電機間的同步，精度要求高。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下（以4套色為例）：





4運動控制器功能介紹：

4、1運動控制器簡介
EASY系列運動控制器是科威公司自主開發(fā)生產(chǎn)的高品質(zhì)、多功能的嵌入式PLC之一。內(nèi)涵先進的控制算法和PLC的強大功能，編程軟件兼容三菱FX2N編程環(huán)境，用戶根據(jù)工藝要求可用梯形圖語言編程，靈活運用它的功能來達到控制的目的；能與多家人機界面連接，如臺達、HITECH、EVIEW等；支持CANBUS、RS232/485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；實時性好，適用于高溫、高濕、強電磁干擾環(huán)境。

4、2運動控制器功能
●1路差分485高速脈沖輸入,最高頻率達100KHZ；
●1路高速脈沖輸出，脈沖數(shù)能夠記錄、暫停記錄、清零。脈沖頻率可由電子齒輪調(diào)節(jié)，電子齒輪比范圍是4.000～9.999，該路脈沖可通過按鍵加或減脈沖；
●2路低速脈沖輸出，最高頻率是2KHZ，每次輸出脈沖數(shù)最多是255個；
●5路DI開關(guān)量輸入（X1～X5）；
●6路DO開關(guān)量輸出（Y10～Y15），5路集電極開路輸出（Y1～Y5），1路差分485電平輸出（Y0）；
●1路DA模擬量輸出，0～10V；
●外置1個操作面板盒，擴展了8路DI。
4、3運動控制器特殊功能參數(shù)介紹
特殊功能參數(shù)占用PLC資源 D5900～D5999





1、D5900高8位賦0；
2、若電子齒輪比為5.125，則D5900低8位賦5，結(jié)果125＊65536/1000賦給D5901
3、若電子齒輪比為5.125，則加脈沖調(diào)節(jié)系數(shù)是5.125-5.125＊8/1000），D5902、D5903高位賦值與2類似減脈沖調(diào)節(jié)系數(shù)是5.125+5.125＊8/1000），D5902、D5903高位賦值與2類似
4、D5903低8位賦值8＊n,表示每次加或減n個脈沖，為0表示不加減脈沖
提示：對D5902、D5903賦值時需用脈沖指令！





1、D5904高8位賦1；
2、D5905： d0—啟動、d1—跟蹤信號，表示IN+—IN-有脈沖輸入、d2—點動運行，若d0和d1都為0，當(dāng)d2為1時，脈沖輸出3以HZ輸出脈沖、d3—對記錄的脈沖輸出3清零、d4—對脈沖輸出3暫停記錄、d5—運動控制器以HZ自發(fā)脈沖，當(dāng)d0=1且d1=0時，對d5操作有效
3、5907：d0為1時表示自動回零





1、脈沖數(shù)用雙字記錄，最大值是H7FFFFFFF（2147483647）
2、D5953：d0位表示自動回零結(jié)束信號（1有效）





當(dāng)加或減n個脈沖，實際位置也加或減n
1、D5800：模擬量輸出單元（0～4096，對應(yīng)0V～10V）
2、D5801：第1路電機脈沖計數(shù)單元
3、D5802：第2路電機脈沖計數(shù)單元
4、D5803：控制開關(guān)對應(yīng)單元，d15～d8無定義，d7為第1路電機啟停位，d6為第2路電機啟停位
5、D5804：第1、2路脈沖頻率，如要求輸出頻率為1KHZ，則將65535-1000000/1000=64535賦給D5804
6、D5805：第1、2路輸出脈沖當(dāng)量，即啟動一次輸出的脈沖數(shù)5圓網(wǎng)印花機控制的實現(xiàn)：

5.程序介紹
5、1同步控制
編碼器檢測主電機轉(zhuǎn)速送到運動控制器處理，輸出頻率可調(diào)的脈沖來控制網(wǎng)頭分電機轉(zhuǎn)速，修改比例系數(shù)即可調(diào)節(jié)網(wǎng)頭分電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)導(dǎo)帶與網(wǎng)的同步。用戶用梯形圖語言編程就能實現(xiàn)，程序如下：





5、2自動對花控制
早期的圓網(wǎng)印花機分電機傳動現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，自動對花需要在每套網(wǎng)上裝接近開關(guān)來實現(xiàn)，而且接近開關(guān)長期受到漿料的腐蝕和導(dǎo)帶的摩擦很容易損壞，更換極其不便，若造成線路短路還會燒壞驅(qū)動模塊。運動控制器實現(xiàn)自動對花就方便多了，不再需要安裝接近開關(guān)，只要編寫梯形圖程序?qū)⒂|摸屏上輸入的步數(shù)送到D5904和D5905中，將自動回零控制字D5907置1，電機就會自動地準確定位。

例如：





5、3插步控制
早期的圓網(wǎng)印花機分電機傳動現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，根據(jù)花型精度要求，用戶要修改插步步數(shù)讓插步慢點或快點，在現(xiàn)場是很難完成的，更別提用戶自己來實現(xiàn)了。而對運動控制器來說就非常簡單，只需對D5902、D5903進行賦值。改變其大小，就能控制插步快慢。

例如：





5、4顯示控制
早期的圓網(wǎng)印花機分電機傳動現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，狀態(tài)信息通過CANBUS通信顯示在上位機上，為了將主傳動的運行工作狀態(tài)送到上位機顯示，需另設(shè)計與主傳動對接的一個控制電路,通過帶CANBUS通信的IO模塊采集現(xiàn)場信號再送到上位機。若臨時要求加一個狀態(tài)顯示，工作量就非常大，而且現(xiàn)場調(diào)試人員也無法完成。運動控制器自帶開關(guān)量輸入輸出口，采集信號通過應(yīng)用梯形圖語言編程，人機界面讀取其狀態(tài)，即可顯示給用戶。
例如：在人機界面上顯示主傳動風(fēng)機運行狀態(tài)和故障及采集導(dǎo)帶、支撐輥運行狀態(tài)送到D200中。



梯形圖程序：







觸摸屏顯示：







6、實例：

用運動控制器搭建的圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)，已有50多套在用，用戶反映良好。下面介紹在南通舒雅床上用品公司使用的一套系統(tǒng)。
6、1系統(tǒng)圖：





6、2觸摸屏顯示：











7結(jié)束語：

運動控制器在50多套圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)中實際運行情況表明，該產(chǎn)品內(nèi)涵先進的控制算法和PLC的強大功能，主機用戶可以自己編程，有利于主機廠對工藝流程及技術(shù)資料的保密。