[01636520]平网印花机现场总线控制系统

陕西省教育厅产业化培育项目“平网印花机现场总线控制系统(03JC25)”，经过课题组三年多的努力，完成了平网印花机整机的现场总线改造，自主设计了平网印花机印花单元控制板，取得了一系列成果，并与相关印染企业合作进行了产业化运行，取得很好的社会经济效益。本项目主要的研究工作如下：1.理论主要研究了现场总线协议技术规范，详细分析现场总线的数据链路层(DLL)、物理层的内含，根据平网印花机的工作原理以及工艺参数，推导出平网印花机控制系统理论计算模型以及分析了现场总线应用到平网印花机上的可行性。2.研制出基于西门子PLC的平网印花上位机控制器，根据5V平网印花机工作流程，编写出实时性良好的梯形图程序。3.通过分析RS-485协议的原理以及现场总线协议的原理，绘制了电路原理图，制作了协议转换电路板，编写协议转换软件，通过调试完成了稳定性良好的上位机与印花单元控制板之间的数据通讯，实现了多台平网印花机联网控制。4.通过分析4V、5V平网印花机印花单元的工作原理以及刮刀工作的工艺参数，利用单片机、CPLD以及专用变频器等新技术设计并成功研制了平网印花机印花单元控制板，通过两年多的实际运行证明此印花单元板性能可靠，操作灵活，具有较好的性价比。5.利用光电编码器将原平网印花印花单元的接近开关的机械装置进行改造，既降低了成本，同时大大提高控制系统的精度。6.编写基于台达的触摸屏人机操作界面。课题组研究过程中，申请实用新型专利2项，发表科技论文12篇，改造平网印花机3台，完成了项目合同预定的基本任务。本项目合同要求的技术要求：1.高精度的印花是印花机的生命，为满足这一要求，要求设计者对印花工艺及电控技术有相当的水平。2.新型的PLC大多带有现场总线接口，而印花单元上无此端口，须改造印花单元，由原来的RS-232的通讯方式变为现场总线通讯方式，实现PLC和印花单元间大数据量的通信。3.制定通信协议，确定通讯内容，设计通讯软件；4.实现多台印花机的联网。实际完成的技术指标：运行精度：平网印花机导带最大速度可达110米/分；刮刀的速度2.2米/秒，定位精度可达±0.01mm。运行范围：平网印花机印花的宽度1600mm～3000mm；印花的花回400mm～3000mm；印花的套色为1～16套。系统可实时监测平网印花机运行等情况，检测其出现故障并可迅速排查。人机交互触摸屏软件可根据现场生产的需要进行印花机开机、关机、故障检测，生产状况检测等进行操作。印花机单元面板操作使用简便，具有设置刮印单元自动/手动、刮印次数可以设置1～8次、刮印速度可以分为8档、当前设置参数的掉电保护等功能。印花机之间数据通讯采用现场总线，通讯的速率最高可达1Mbps。印花单元的刮刀定位采用光电编码器进行计数，与原设备采用接近开关相比，大大提高刮刀定位的精度。本项目首次将现场总线技术应用到平网印花机上，此项成果填补了国内空白，达到了国际先进水平，为我国纺织印染行业的自动化水平的提高具有重要的意义，在印染行业具有很好的推广价值。