技术领域
[0001] 本
发明主要涉及用于纺织品常规的印花设备，特别涉及圆网印花机的控制系统。
背景技术
[0002] 圆网印花机是由进布单元、印花单元、烘房单元以及出布单元等装置组成。进布单元为将待印染的白坯布输送到机器中，并进行预处理。印花单元为圆网印花机的核心机构，通过刻有花样图案的圆网把各种套色的浆料印在坯布上。其工作原理是导带带动布匹运动，圆网保持与布匹的同步旋转，在圆网与布匹
接触时，把浆料按花样样式印染到布匹上，每一个圆网印一种
颜色。烘房单元为把刚印有花色的布匹快速烘干。出布单元为将烘干后的成品布匹输送出机器。
[0003] 进布单元包含有紧布器、吸边器、
吸尘器、主动辊、松紧架、调节器、剥边器、对边器等装置，是圆网的第一个单元。当布卷进布时将其摆动式引布辊压在布卷上，经过拉伸、吸边、除尘、预热等预处理
预后，依靠引布辊转动把布导入印花单元。进布装置主要保证织物进布时布幅平整、洁净，并使织物进布时处于低张
力和
门幅正确
位置上。
[0004] 印花单元主要有圆网、网头装置、印刮装置、传动装置、对花系统、
水洗装置、导带辊纬装置、上胶装置及脱胶装置组成。所述的圆网是雕刻有镂空的花样图案、圆筒状的镍网。印花单元的工作过程是这样的：经过进布单元预处理的白坯布被传递到导带上，由于导带表面事先涂有一层专用胶水，使得坯布可以紧密的和导带接触，不会产生相对运动，和导带紧密接触的坯布随着导带的运动，依次通过各个圆网，圆网保持与导带的同步旋转，在圆网与布匹接触时，通过镂空的花样图案孔把浆料渗透到布匹上，每一个圆网印一种颜色，多个圆网同时工作形成了多种套色。为了避免各个颜色的花样之间出现重叠、错位、断裂等问题，必须保持各处圆网与圆网之间、圆网与导带之间的同步运动。圆网同步数控单元就是通过
电机驱动各个圆网的传动装置，使各个圆网保持位移与速度的一致。
[0005] 圆网印花单元包含一些辅助装置，如圆网固定装置、抬升装置、压力调节装置、供桨装置，同时为了消除机械的安装误差与同步控制误差，还包含横向、斜向、纵向、高度补偿装置。这些功能由各个网头装置的网头控制单元来完成，网头控制单元上有操作面板及显示板，可直接操作。
[0006] 烘房单元为布匹经过印花单元印花上色之后，必须
马上经过烘房做烘干处理。烘房的烘燥部分一般为气垫式热
风烘燥机，采用热空气的周转循环来烘干印花布，适用于无接触烘燥，为避免织物受
张力过大，常用涤纶网眼输送导带来运载织物。
[0007] 出布单元为印好花色的布匹经过烘干之后就可由出布单元输送出圆网印花机。出布装置可采用平幅折叠出布或打卷出布装置。
[0008] 在传统的圆网印花机控制系统中，参见图1，一般用PLC作为主
控制器，以HMI为
人机交互界面，通过PLC的I/O口
直接驱动进布单元、烘房单元和出布单元。PLC直接接收同步检测
编码器的同步
信号，根据
同步信号直接通过高速I/O口控制网头电机，同时PLC通过I/O口控制每个网头上的操作板，实现对网头辅助装置的控制。整个系统的架构简单、直接，
稳定性较好，对控制技术要求低，开发简单。但是缺点也很突出，主要缺点为：
[0009] 1、现场布线复杂、
电缆的种类与数量都较多。
[0010] 2、PLC的控制周期太长，对同步信号的响应较慢，网头的同步性不好，特别是在升降速的过程中，容易跑花，造成升降速过程废品率高。
[0011] 3、控制系统对网头电机是开环控制，无法消除由电机(交流电机、步进电机、
伺服电机)或电机
驱动器(
变频器、步进电机驱动器，伺服电机驱动器等)带来的综合误差。
[0012] 4、由于网头操作板与PLC总控制器的通信连接过于简单，使得网头操作板的功能比较简单，无法现实复杂的工艺流程操作，无控制互换性。
发明内容
[0013] 本发明的目的是针对
现有技术中存在的问题，提供一种圆网印花机的控制系统。
[0014] 为了达到所述目的，本发明提供一种圆网印花机的控制系统，包括
主控制器、电气控
制模块、圆网同步
控制模块和多路网头控制单元；主控制器通过电气控制模块对进布单元、烘房单元和出布单元进行控制，主控制器通过圆网同步控制模块根据同步检测编码器信号对网头电机进行同步控制，主控制器通过网头控制模块对网头的各个装置的进行控制，其特征在于，所述电气控制模块为I/O卡控制进布单元、烘房单元和出布单元，所述圆网同步控制模块还包括圆网同步数控单元和第一总线，主控制器向该圆网同步数控单元传输工作指令，圆网同步数控单元接收工作指令后根据同步检测编码器信号通过第一总线控制网头电机，所述网头控制模块还包括多路网头控制单元和第二总线，主控制器中集成的总线
接口卡通过第二总线向多路网头控制单元传输控制指令，网头控制单元接收控制指令后通过第二总线控制网头的各个装置。
[0015] 进一步特征为所述的第一总线为100M网络控制总线，所述的第二总线为CAN-BUS总线。
[0016] 进一步特征为所述的网头控制单元通过设置在网头的各个装置上的
传感器来检测网头的状态，再通过第二总线发送到主控制器。
[0017] 所述的圆网同步数控单元通过控制伺服电机驱动模块控制网头电机，所述的同步检测编码器安装在驱动导带运行的主
辊筒上。
[0018] 所述的同步检测编码器安装在驱动白坯布的辊筒上，所述主控制器中集成Soft PLC控制I/O口驱动卡来控制的进布单元、烘房单元和出布单元。
[0019] 所述的Soft PLC为是一种基于PC的开放型的控制
软件。它通过软件实现数据的采集、监控等PLC功能的同时，还增加了PC机容量大、处理速度快、网络互联方便等PLC不具备的优点，是PC技术和PLC技术的结晶。Soft PLC将计算机强大的
数据处理和组网能力，友好的
用户界面和编程环境与传统PLC的高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、故障查找方便等特点结合在一起，通过软件的方式来实现PID控制、离散控制和模拟控制等PLC的功能。在本系统中以工控机+Soft PLC
软件包+I/O卡的型式组成了一个高效、稳定的Soft PLC平台。
[0020] 本发明的优点是：
[0021] 1：采用100M的网络控制总线和高性能处理器，使得控制周期少于300us,系统响应在500us内，响应速度高，使得网头的同步性好，可以达到更高的运行速度，能提高生产效率，并大幅减少因为“跑花”带来的损失，特别是可降低升降速过程中的废品率。
[0022] 2：采用网络式布线形式，每个网头仅须两根标准的LAN接口的电缆
串联，现场安装调试简单方便、可靠，降低成本，维护方便。
[0023] 3：网头的各个装置与工控机通过CAN－BUS连接，可使网头控制单元与工控机的通信更加的紧密，在网头上实现更多更复杂的功能，方便用户操作，提高了生产效率。
[0024] 4：由于100M高速网络总线是一种双向总线，伺服电机驱动模块可实时把电机的位置、速度信号反馈到工控机内，实现闭环控制，消除各种原因造成的累积误差，大大提高同步
精度。
附图说明
[0025] 图1为传统圆网印花机的控制系统结构
框图。
[0026] 图2为本发明的控制系统结构框图。
具体实施方式
[0027] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0028] 如图2所示，一种圆网印花机的控制系统，包括主控制器、电气控制模块、圆网同步控制模块和网头控制单元。主控制器为工控机或是具有相同功能的模块，本发明中是以工控机1为
硬件平台，以RT Liunx
操作系统为软件平台。工控机的运算速度快，处理能力强，硬件配置丰富，扩展能力强，是圆网印花机控制系统的理想硬件平台。RT Liunx操作系统的实时性好(可达1ms),稳定性强，
人机界面友好，广泛用于工控行业中。工控机是整个系统的“神经中枢”负责接收，处理各个单元的数据、指令，并在显示器中显示出来。同时接收用户的操作指令，根据指令的特性发送到各个控制单元。总体来说，工控机只接收、转发各种数据与指令，并对各种指令做处理，但不直接控制圆网印花机的各单元机器，机器仍由各个控制单元来完成。
[0029] 所述的主控制器是整个控制系统的核心，综合分析、处理上述模块，并实现上述模块之间的数据传输与共享。
[0030] 圆网印花机的控制系统的工作原理如下：
[0031] 圆网印花机的各个机械单元的特性各不一样，对控制系统的要求也不一样。电气控制模块4中进布单元、烘房单元、出布单元要求控制系统具有较高的可靠性、稳定性以及较强的抗干扰能力，而对实时性和控制精度的要求相对较低。根据其特征采用了工控机1集成Soft PLC9通过I/O卡10驱动各机械单元的控制模式。而各个圆网对运动控制的同步性、实时时、准确性要求极高，印花单元的圆网同步控制模块2必须要有极高的响应速率，保证控制的精度，必须通过高速的第一总线(100M以太网络总线)12来实现并行驱动各网头电机；网头控制模块3包含多路网头控制装置以及一个网头控制单元8，用于现实对网头固定装置、升降装置、刮印装置、对花装置、供浆装置等的控制，其要求的实时性高于电气控制模块但低于同步控制模块，综合于成本与效率考虑，第二总线(CAN-BUS总线)13适用于实现多网头各装置的数据传输。
[0032] 电气控制模块4为工控机1通过I/O卡10控制进布单元、烘房单元和出布单元11，在工控机1中集成Soft PLC 9功能，即在工控机1中运行软件来实现传统PLC处理器的功能，并通过局部总线PCI向I/O驱动卡传输指令，I/O驱动卡10接收指令后就可以根据指令控制圆网印花机进布单元、烘房单元或出布单元11等各个机械单元的工作。
[0033] 圆网同步控制模块2为工控机1向该圆网同步数控单元6传输指令，圆网同步数控单元6内部集成有高速的
数字信号处理器，响应时间可达10us，而高速的第一总线通信周期为100us，这样使得整个同步系统的响应周期在110us以内的。圆网同步数控单元6接收到工控机1发出的指令后，圆网同步数控单元6再接收同步检测编码器7的同步脉冲信号，经过处理，把同步控制指令通过第一总线12发送到各个网头电机的伺服驱动上，实现对各个圆网网头的同步控制。此处的第一总线为100M高速网络控制总线。同步检测编码器7安装在驱动白坯布的辊筒上，检测导带的位移，
分辨率为8000线。
[0034] 网头控制模块为工控机1中集成的总线接口卡14，通过第二总线13向网头控制单元8传输指令，此处的第二总线为CAN-BUS总线，网头控制单元8接收指令后通过第二总线13控制网头的固定装置、升降装置、刮印装置、对花装置和供浆装置等各个装置。网头控制单元以高性能16位MCU为主处理器，处理用户的操作指令与工控机的数据指令，并通过传感器检测网头的各个装置的状态，再通过第二总线13即CAN－BUS总线发送给工控机。
[0035] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述
实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
