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永宏PLC在丝网印刷机上的应用 |
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作者： |
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一 项目简介
1.1行业介绍
丝网印刷因其能在各种承印材料上进行印刷，如塑料、纺织品、金属、玻璃、陶瓷等，故而又被人们普遍称作万能印刷。丝网印刷应用领域广泛包括：广告业、美术业、建筑业、出版业、印染业、电子工业等。平网平面丝网印刷是丝网印刷的一种，平网平面丝网印刷机是用平面丝网版在平面承印物上印刷的方法，印刷时，印版固定，刮墨版移动。
图1-1 平面丝网印刷样机
1.2客户需求
客户希望提高目前设备的自动化程度，刮墨与回墨是实现丝印的主要动作，刮墨系统和回墨系统，通常安装在刮板滑架上，在往复运动中，令刮墨板和回墨板作交替起落，客户要求对刮墨和回墨的动作实现自动控制。由于该设备远销国内外市场，客户对PLC稳定性提出了较高的要求，我们必须保证设备的长久正常运行，降低后期维护费用。
1.3解决方案
平网平面丝网印刷机控制工艺较简单，以逻辑控制、顺序控制为主。案例中选用永宏FBsMA系列经济型主机作为控制单元。针对不同设备机型，分别选用24点，40点，60点不同的主机。
1.4方案背景
永宏MA系列经济型主机有10点至60点不等的机型，主机最多配置8点20KHz高速计数、8点20KHz高速脉冲输出，可拓展2个通讯口，通讯速率达921.6Kbps。PLC的程序执行速率为0.33uS，程序容量高达20KWords,顺序指令36个，应用指令326个（126种）。
二 控制系统设计
2．1硬件配置
设备的控制核心采用永宏FBs-40MA主机一台，该主机配置24点输入、16点继电器输出。主机自带一个RS232通讯口，除作为编程口之外还可以作为人机或其他设备的从站使用。人机界面采用了永宏HU070人机界面一台，该人机采用65536色真彩TFT液晶，具有800×600的分辨率，主机自带两个通讯口。另外选配2台1.5KW的变频器用于控制刮刀的升降和前后运动。
图2-1 硬件配置图
2．2控制工艺流程设计
平网平面丝网印刷机工作分手动和自动两个部分，手动部分主要是操作各个按钮实现气缸或电机的相关控制动作。
平网平面丝网印刷机的工作循环程序以平形网版平台式单色半自动手面丝网印刷机为例，它的一个工作循环是：给件→定位→落版→降到墨板、升回墨板→刮墨行程→升到墨板→降回墨板→抬版→回墨行程→解除定位→收件。至此，加工工序结束。
在连续循环动作中，只要能实现功能，每个动作占用的时间应尽量短，以缩短每个工作循环同期，提高工作效率。
以下是控制工艺流程图。
图2-2 平网平面丝网印刷机控制工艺流程图
2.3软件设计-PLC步进指令的编写
从设备的工艺流程上，我们可以看出该设备的控制属典型的结构化的步进流程控制。
结构化程序设计是软件设计的一大趋势，它的特点是可读性高、维护､更新容易，软件质量可靠性大大提升。尤其当控制偏向机械流程控制时，使用传统的设计方式来设计程序，往往令第三者难以着手，也就是程序可读性低､更新、维护风险较高。因此，专门针对机械动作流程的顺序控制，如果能结合现有广泛的梯形图语言，再加上步进执行指令辅助，将使这方面的设计工作更省时，更省力，且软件掌握度更高。我们将这种结合流程控制与梯形图语言的设计方式称为步进梯形图（STEPLADDER）语言。
永宏PLC提供的步进梯形图指令专门针对机械动作流程的顺序控制，步进梯形图是以一个步进点（STEP）为最小单元。一个步进点相当于机械部件中的一个步序（站），每个步序都有动作输出，整台机械或是整个顺序控制的流程，便是一个一个步进点逻辑串联或并联组成，其一步接一步循序执行的环境，使人对机械的运作一目了然，在设计、操作、维护上都相当便捷容易。
如下图2-3所示为流程控制的步进指令，STPIS0为初始步。当处于此步状态时，若X2为接通，X12接通，M201接通，则流程控制当前步跳到STP20S20，M401接通，M10断开。当M202接通时，当前步跳到S21，S20步的动作停止工作。以上即为流程控制的编程思路，通过步进指令可降低编程的难度，提高程序的可读性。
图2-3 永宏PLC步进指令
三 设备调试
该设备主要是调试时，主要是机械方面的调整。具体调试如下：
3、1导轨、印版与工作平台三层间平行度的调整：
一般是以导轨或平台作为调整的基准。
①平台与导轨应当平行，刮墨板是沿导轨运动的，如二者不平行，刮板就不会始终以一定压力接触平台，甚至出现间隙，这一调整在机器出厂前也已调好了。
②丝网印版与平台应平行，否则网距（丝网印版底面至印刷面的距离）不一致，引起印刷压力和丝网印版变形不一致，因此，网框本身的平面度应予以保证，一般由用户根据需要提出具体要求。对版调整：是指在丝网印刷机上对丝网印版与被印件之间的印刷精度调整。高低调整(>40mm)，前后调整与左右调整(>20mm)，水平角度调整(>3°)。
3、2刮墨板调整:
①刮墨板对平台平行度的调节，调节左右丝杆来调刮墨板的高低；中间转轴左右带有顶丝的可调整左右顶丝，实质是对到墨板左右分别调整高低位置。
②刮板倾角的调整量一般在65°～85°的范围内，可根据需要选择。
③印刷压力的调节，实际上是对刮墨板高低位置的调整。
④刮墨板长度不能调整，一般按成套件供应，每套有几种不同长度可供选用。
3、3行程调整：
包括行程大小和行程位置的调整。通过对曲柄和摆杆半径R孔位的调整实现行程调整，R增加行程加大，行程长度一般超出图案20～50mm。
3、4网(台)距调整：
通过降低丝网印版或升高平台均可实现网(台)距调整，一般采用升高平台的办法。丝网印版四角网台距的要一致性，误差≤0.5mm。网台距一般为2～5mm，只在具有抬网补偿动作时，才允许网台距前大后小。
3、5刮墨速度调整：
要快各个动作都快，要慢各个动作都慢。
四总结
4.1实施效果
经过现场调试，我们的控制系统完全满足客户对设备的功能要求，人性化程度更高。该案例的实施，得到了客户对永宏PLC的认可，永宏产品的稳定、可靠、优越的性能也在此案例中得到了很好的验证。图4-1为印刷机的整体设备图。
4.2 应用体会
永宏FBs系列主机性能卓越、可靠稳定、操作简便的特点在此案例中得到深刻的体会。FBs系列PLC以永宏自行研发的SOC为核心，整合中央处理器(CPU)、硬件逻辑处理器(HLS)、高速通讯口、高速计数器/高速计时器，NC定位等为一体，速度更快，稳定性更强。WinProladder编程软件人性化的编辑、监视、除错功能，更容易被使用者所接受，提高了项目开发的效率。FT系列人机界面以其优越的性能、卓越的品质、近乎完美的设计也得到开发人员及使用客户的认可。(end)
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(3/14/2013) |
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