平网印花机是纺织印染行业特别是毛巾（含浴巾、沙滩巾、装饰巾、毛巾挂毯等）制造企业的重要生产设备。平网印花机由橡胶输送带（简称“导带”）输送毛巾运动，多个平网在毛巾上套印不同的颜色，其印花及套色的准确性直接影响毛巾成品的美观和质量等级，因而拖动系统大多采用伺服电机。为了提高生产效率，降低成本，又必须保持一定的印染速度，控制刮刀运动基本采用伺服或者变频器。本文主要涉及到ASD-A5523-B拖动输送带、VFD007C43A变频器驱动刮刀来回刮刷的应用。
1 设备运行步骤
首先在导带的预定位置用乳白胶粘贴白色毛巾坯，然后启动伺服电机，电机经蜗轮减速机减速后拖动输送带，当输送带上的毛巾对准印花平网的位置停稳后，平网网框下压贴紧毛巾，通过网框上方的刮刀紧贴网框刮刷，将平网内放置的颜料透过镂空的图案印染到毛巾上。第一个颜色的图案印完了，网框抬起，导带将毛巾送到下一个网框位置停稳，开始第二个颜色图案的印染………，直到十个颜色依次套准印完，一条彩色毛巾才告完成，而第二条毛巾紧接着第一条毛巾不间隔地套色印染………，周而复始，连续作业。印刷部分如图1所示。
图1 印刷部分示意图
每条毛巾印染完成后，随即送到隧道式蒸汽烘房内烘干，然后整理、质检、包装，直至入库出厂。烘干、收料部分如图2所示。
图2 烘干、收料部分示意图
2 方案概述与制定
2.1 方案概述
十色印花机中间的印花部分的长度有20多米。加上前面的送料部分和后面的烘箱部分，设备总长40米左右。设备要求刮刀行走尽量同步，这样设备运行会比较美观，效率也高。传统的485通讯，传输速率低，容易受干扰，所以考虑采用CANopen通讯。
每个刮头工位都有3个气缸与2个关电传感器，所以需要2个输入点与3个输出点。每个工位需要手动操作：台板、换刮刀、刮刷动作、回墨动作等。并且需要在每个控制整个设备的启动和停止。需要的输入点比较多，客户选择触摸屏来实现手动操作，而C2000变频器都可以实现。主机28SV与10个C2000通过CANopen通讯，每个工位的触摸屏与相应的C2000通过485通讯。
2.2 方案制定
控制器采用DVP28SV11T。28SV提供左侧并列式高速扩展。由于方案需要通过CANopen通讯，所以选用此款PLC并扩展DVPCOPM-SL，如图3所示。
图3 左侧为DVPCOPM-SL，右侧为DVP28SV11T
牵引部分要求走精确定位，这样每个颜色才能印到恰当的位置，不至于跑色。选用ASD-A5523-B伺服。因为导带比较长，负载比较大，所以5.5kW伺服配20比1的减速机。如图4所示。
图4 5.5KW伺服配20比1的减速机
印刷头部分是由刮刀与印刷模板组成。印刷步骤基本是先下网框，再印刷，接着上台网框，然后回墨，印刷次数与回墨次数都是可设的。刮刷与回墨停车的位置是靠光电开关感应。刮头部分需要一个变频器来控制电机来回刮刷，并控制三个气缸，进行网框上下动作与换刀动作。印刷头如图5所示。
图5 印刷头示意图
选用C2000变频器正好能满足要求。C2000内置CANopeng通讯，内置PLC，有8个输入口与4个输出口。按控制要求来说，VFD075EC43A也能满足要求。刮刀反复动作基本是快走快刹，所以C2000的长寿命设计与环境的耐受性正好符合这样的环境。如图6所示。
图6 C2000变频器示意图
3 方案的实施
首先，需要设置CANopen网路，配置PDO映像。配置如图7所示。
图7 配置示意图
由于设备需要刮刀启停尽量同步，所以需要将主站设置里的同步时间修改为20ms，POD属性里的传输类型改为1。C2000的参数设置：P00-20为6，P00-21为3，P09-30为0，P09-36为从站地址，P09-37为0，P09-40为0，P09-45为0。最后，在节点列表设置里添加一下设备就完成网络配置了。网络配置完成之后，28SV就可以通过读写PLC内部对应的寄存器来读写C2000的控制字、目标频率、加速时间、减速时间、MI与MO端子。
4 结束语
此设备已经发往广东汕头数月，目前还未出任何问题，中途也未出现误动作。这也反映出CANopen通讯比485更稳定，更快速。
作者简介：
赵章强，出生于1984年8月，毕业于武汉工业学院，电气工程及自动化专业。现任中达电通股份有限公司杭州分公司应用工程师，负责温州地区技术支援。