一、 引言：陶瓷業印花機的主要作用是將半成品瓷磚磚坯經過施釉后，在磚坯上印上各式各樣的圖案，以利于磚坯的進一步處理。印花工序的高效和穩定直接影響著生產進度和效益。目前，國內的印花機大多是由單片機控制，配合變頻器調速完成全部工作。本改造方案中的印花機使用多年后故障明顯增多，由于單片機抗干饒能力弱，對技術員的要求高，故決定對其進行改造。 二、 解決方案 可編和序控制器（PLC）近年來發展極為迅速，應用面極廣，它具有功能齊全、便用方便、便于維修、可靠性高、抗干饒能力強等特點，在各行各業得到廣泛應用。本文正是基于以上背景，在原有設備基礎上，去掉單片機控制板，新增omron CPM2A可編程序控制器和omron nt5z人機界面各一臺，利用PLC控制，完成印花機刮刀動作、網板的升降、磚坯的進、出和幾個氣閥的控制任務。人機界面的作用是對設備的運行進行監控、顯示和修改參數，發送控制命令以及對報警的顯示處理等。 本方案采用omron cpm2a PLC,輸出形式為晶體管型，配合外部人機界面和變頻器，搭建控制糸統，具有可靠性高、使用和操作方便、外圍設備少、抗干饒能力強等特點。 三、 控制要求及性能 1、手動操作：能在手動狀態令步進電機進磚、網板升降、印花刮刀進退等動作，以利于檢查機械傳動機構是否正常工作；當需要手動擦拭網板時，只要在人機界面上按下相關按鈕就可實現。 2、自動狀態：設備在正常狀態，處于初始位置，當檢測到磚到位信號后，啟動步進電機進磚，把磚坯輸送到印花工位；同時令刮刀電機動作，把釉料均勻分布在網板上。進磚完畢及刮刀動作到印花工位，網板下降、刮刀電機勻速后退，完成印花的一個循環。 3、變頻器：在印花過程中，通過調整變頻器速度以獲得最佳印花效果。 4、步進電機驅動器及步進電機：為了減少磚坯運行過程中的誤差，使用了PLC的脈沖加減速功能，使磚坯實現平穩定位，準確停留在印花工位。 5、人機界面：應能在人機界面上顯示各相關參數，可以修改磚坯設定尺寸、步進電機加減速曲線、刮刀電機加減速曲線以及啟動和停止印花機。當刮刀電機過載、變頻器報警、印花機運行中異常，均能在人機界面上顯示出來，方便維修人員快速查找故障。 四、 糸統組成 （一）糸統組成圖如下： （二）糸統設計 1、流程圖 2、I/O點分配 輸入點： 000：高速計數輸入 001：空 002：空 003：網板下位接近開關 004：刮刀后位接近開關 005：磚坯到位檢測光電開關 006：變頻器報警輸入 007：外部電源正常信號輸入 輸出點： 1000：高速脈沖輸出 1001：空 1002：步進電機FWD方向 1003：刮刀前進 1004：刮刀后退 1005：刮刀減速 1006：刮刀氣閥 1007：網板升降氣閥 1100：擦拭網板長升降氣閥 3、應用程序 1）高速計數器：本糸統中，編碼器采用增量型，每轉發出100個脈沖。在PLC的糸統設置中，設置高速計數器工作模式為：遞增，軟件復位。采用計數-查看中斷方式實現位置判斷。在對高速計數器的初使化過程中，應手動令刮刀電機運行一個行程，取得刮刀運行一周需要的總脈沖數，并把總脈沖數存在HR5、HR6通道中，為以后的刮刀運行加、減速位置叛斷提供依據（如下圖）。圖中HR200為手動運行使能觸點，僅在花機第一次運行中動作。 2）高速脈沖輸出：設置脈沖0的當前坐標糸統為相對坐標糸統。有本方案中，使用帶有梯形加、減速曲線的脈沖輸出方式，使磚坯準確到達指定印花工位。在初使化程序中，設置好輸出脈沖總數、脈部的啟動頻率和加減速變化率。（如下圖） 3）人機界面：設置NT5Z通訊方式為：RS232C，通訊格式為：9600，E，7，2。設置人機界面的站號為0。以上設置必須與PLC的設置相對應。人機界面設計有三個畫面，一個是自動運行畫面，第二是參數修改畫面，第三個是報警顯示畫面。 自動屏：該屏可以啟動印花機，可以切換到手動屏和參數屏。還能監控輸入點和輸出點的動作狀態。在該屏底部設置有一個走馬燈，當印花機出現故障后，故障信息會從右至左顯示出來。（如下圖） 手動屏：在該屏，可以手動運行各氣閥和步進電機，調整各機械機構性性能。（如下圖） 參數屏：在該屏，可以設置各參數，方便操作人員調整印花工藝。通過設置磚尺寸獲得步進電機的總行程，通過設置步進電機初速度、終速度、加速度，可以獲得完美的步進電機運動曲線；通過設置第一、二、三、四角度點，可以獲得刮刀的運動曲線，使刮刀平穩的運行（如下圖）。 五、結束語 本方案提出了使用PLC、人機界面、步進電機對印花機的改造方案。用PLC搭建的控制糸統，不僅實現了對印花機的自動化控制，提高了糸統可靠性和抗干饒能力，而且降低了設備的維修費用，打破了制造廠家的技術壟斷，降低了對技術人員的要求。因此，該糸統具有一定的推廣價值。本糸統只是對PLC、人機界面、步進電機搭建糸統的初步探討，在此設計基礎上，還可以使用伺服電機作為皮帶的驅動，實現更加優良的定位效果。此外，還可以增加DA模塊，取代變頻器的多段速功能，實現對刮刀電機的無級調速。 參考資料 《CPM1A-2A-2AH-2C編程手冊》 《三菱FR-E540變頻器用戶手冊》 《可編程序控制器應用應用技術與設計實例》人民郵電出版社 高欽和主編 作者單位：廣東省唯美陶瓷有限公司 地址：廣東省東莞市高步鎮塘廈村 523281 Email:newchp@126.com