试论PLC在热转印机控制系统的应用

摘要：

热转印机在工业民用中的使用越来越广泛，从文具、工艺品、饰品、化妆品等等产品表面，我们越来越多地看到热转印应用的身影。随着科技的进步，PLC技术的迅猛发展，传统的电脑编程系统逐渐被性能卓越的PLC控制系统所取代。本文从热转印机的工作原理及控制参数入手，详细讨论了PLC应用于热转印机控制系统的方案，以期对PLC在热转印机控制系统的广泛应用指明方向。

【关键词】PLC 热转印机 控制系统 应用

引言

热转印机主要由四大部分组成，分别是抓取机构、传送机构、走标机构以及核心部分转印机构。每个部分都有不同的分工但又紧密配合，缺一不可。抓取机构主要是通过一步进电机上的固定抓取气缸来实现，与抓取气缸紧密配合的是测料光电传感器，通过光电传感器对被转印物进行准确定位，抓取气缸调整前伸距离固定被转印体，直到此印刷过程结束，抓取气缸才恢复原位；走标机构是整个热转印机的重要印刷部分，由放标和收标两个部分以及光电传感器组成，主要由电机提供动力，印刷图案来源于标纸，而标纸的定位由光电传感器检测，由收、放标电机控制并提供动力；整个转印过程最核心部分就是转印机构，但其构造较为简单，由压印胶辊、气缸和光电测料开关控制，经压印后保持一段时间，压印头前伸后进行转印；最后是传送机构，这一部分负责在转印的全过程传送转印体，动力由一步进电机提供。整个热转印机全由各机械部分完成操作，可采用PLC对其进行可编程控制，本文对PLC应用与热转印机控制系统进行了探讨。

1.热转印机的工作原理及控制参数

1.1热转印机工作流程

首先是被转印体随传送链板向前传送，然后是气抓启动并固定被转印体；然后是向被转印体中充满气体；接着是气抓放开被转印体并由传送链板继续向前传送；最后是热印硅胶辊将预热好的标纸压合在被印体表面，使被转印体表面留下标纸上的图案。

1.2热转印机的控制参数

热转印机由四大机构组成，相互配合完成印刷工作。针对每项操作都有许多技术参数需要严格控制在规定范围内，这些主要的控制参数包括：标长、拉伸标长、转印宽度、压印延迟、过标距离、对标距离、速度、顶部电机行程等。下面解释一下每项参数的含义。标长所指的是两个印刷图案之间的距离；拉伸标长指的是印刷前后图案的尺寸变化，这主要是由被转印体受热收缩所致的图案尺寸变化。因此为了减小误差，在印刷过程中要根据尺寸变化情况及时调整拉伸标长；转印宽度指的是压印头向前伸出超过被转印体的宽度；压印延迟所指的是当走标开始起直到压印头伸出的延迟时间；过标距离产生于转印时通常都向前走标超出一个标长，由印刷会标造成；对标距离是控制走标距离的参数，一般都通过调整对标距离来调整被印体图案前后位置；速度参数为传送链带的运行速度，在转印机运行过程中，速度调整是根据整台机器的运行时间所确定。链带速度要与抓取机构和走标速度配合，在设定速度时，要参照其他机构的运行，按照固定比例来调整参数；顶部电机行程的定义是当传感器首次发现被转印体并对其进行定位开始，直到整个压印过程结束，链带运送被印体的距离。

2. PLC在热转印机控制系统的具体应用

2.1硬件系统

可编程控制器PLC在工业自动化控制领域有着广泛地应用，主要是基于PLC控制的运算速度快、程序设计简单、程序修改灵活性以及在工业生产恶劣环境下极高的运行稳定性。PLC虽然有着强大的功能，但是在实际运用到工业生产自动化控制中还需要与其他硬件搭配使用。这主要是由于现代的工业生产中有着多项技术参数的控制，并且多项参数是相互影响的。因此只有通过技术人员进行现场调试，才能实现安全生产。而技术人员大多是工业生产方面的专家，从知识结构上不具备编写PLC控制程序的能力。所以要提高PLC在工业自动化控制领域的操作性，必须搭配与其兼容的人机交互界面，实现通过触摸操作，进行人机交互，实时调控众多工艺参数。

在热转印机控制系统中就是以三菱PLC为控制核心，搭载人机交互界面MT500系列触摸屏。MT500触摸屏不但具有强大的功能，包括：屏幕色彩分辨率高、显像逼真、可进行多窗口操作、自带多种语言编辑软件，最重要的是该系列触摸屏具有和所有厂商制造的PLC兼容的特性。可视触摸屏最大的特点是实现技术人员与PLC控制器的无障碍人机交流，设备的运行状况和各项参数设定值和真实测量值都能从可视屏反馈给技术人员，从而做到技术人员可对各种参数进行随时调整。

2.2软件系统

除了硬件配套完善外，本系统还需要进行人机交互的软件程序，将硬件功能串联。本系统采用的是EB500人机界面软件，此软件的界面设置简单易懂，清晰明了，主要囊括了九项主要的热转印机控制系统参数，分别是：标长、拉伸标长、过标距离、对标距离、转印宽度、压印延迟、速度、顶部电机行程以及产量。打开机器后，人机交互界面的触摸显示屏就会清楚的显示这九项工艺参数，点击每项参数都会出现窗口菜单，显示可进行参数的修改和重新设定。这种实现技术人员与PLC编程控制器无障碍交流是通过人机界面交互软件EB500办到的，它将PLC工艺控制器的寄存器与可触摸显示屏上窗口模块和触摸屏配方卡都做了一一对应处理，即通过软件将人机界面同PLC工艺编程控制器端口准确连接，实现操作人员对PLC寄存器的读写过程。由于在机器运转过程中，存在同时运行和正反转的情形，因此PLC控制器还需要控制四台步进电机，其转速控制是通过改变步进驱动器的定时器来实现脉冲频率调节。在实际应用中，常遇到要印刷一个物体二个印刷面的情况。这时就可以考虑安装二套控制系统的方案，触摸屏与PLC采取“一屏多机”的系统连接方式，在操作画面也相应设置A、B二个控制画面。这样一来，操作与调试方便，极大地提高了设备的操控性。

小结

本文详细阐述了PLC控制器及其辅助软件程序在热转印机控制系统中的应用，PLC是目前许多制造企业施行自动化生产的技术基础，但由于PLC是通过计算机语言对机器进行控制、调节，所以就需要开发出界面良好的人机交互平台和相应的操作软件，来实现工程技术人员对PLC控制器的实时调节。相信随着PLC技术的逐渐深入应用，能更好地提高热转印机的控制性能。

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