基于PLC的丝网印刷机控制系统样本.doc

基于PLC丝网印刷机控制系统设计
摘要
由于丝网印刷在基板大小和形状方面没有限制，可适应油墨，印刷油墨层厚度可调特性而被广泛使用，因而，对开发控制精度高，性能高，操作简易以便丝网印刷机是非常有必要。
在本文重要简介采用高性能三菱PLC对原有老旧丝印机电气控制系统进行设计改造过程。在开发之前，对丝网印刷机工作流程进行了详细分析，进而明确了控制系统任务，再从硬件和软件两个方面进行改造。
在硬件设计方面，本文采用了三菱FX系列PLC，其中选取了高性能微解决器FX2N，并对别的各个模块进行了精确选型，完全满足了设备规定，详细设计了触摸屏、电气原理图与PLC通信接口。在印刷回墨控制方面，采用了交流伺服驱动系统来控制同步带实现图形印刷。
在软件设计方面，该程序可仿真调试实现，手动程序，自动程序和复位程序三个某些。依照模块化编程办法，对梯形图中重要模块进行了详细描述。在人机界面方面，运用相应软件开发出了触摸屏中各个功能界面，提高了操作性能，以便操作者操作体验。
核心词：丝网印刷,可编程控制器,伺服驱动,触摸屏

Design of control system for screen printing machine based on PLC
Abstract
Because of no restriction on the size and shape of the substrate in the screen printing，ink to adapt to，the printing ink layer thickness adjustable properties，which can be widely used. Therefore，to develop high control precision，high performance，simple and convenient operation of the silk screen printing machine is very necessary.
In this paper，the use of high-performance MITSUBISHI PLC to the original old screen printing machine electrical control system design and transformation of the process. Before the development，the work flow of the screen printing machine is analyzed in detail，and then the task of the control system is defined，and then the hardware and software of the two aspects are reconstructed..
In the aspect of hardware design，this paper makes use of the Mitsubishi FX series PLC，in which the selection of the high performance microprocessor FX2N，and to the rest of the modules of the correct selection，fully meet the requirements of the equipment，the detailed design of the communication interface of touch screen，electrical principle diagram and PLC. In the aspect of printing ink control，AC servo drive system is used to control the synchronous belt printing..
In software design，the program can simulate debugging，manual procedures，automatic procedures and reset procedures for three parts. According to the method of modularization，the important modules in the ladder diagram are described in detail.. In the man-machine interface，the use of the corresponding software to develop a touch screen in the various functional interfaces，improve the operation performance，easy operator to operate experience.
Key Words： Screen printing,programmable controller,Servo drive，touch screen

目录
1 绪论 1
1.1 丝网印刷及丝网印刷机 1
1.2 国内外丝网印刷机发呈现状与趋势 2
1.2.1 国外丝网印刷机发呈现状及趋势 2
1.2.2 国内丝网印刷机发呈现状及趋势 3
1.3 课题研究背景、目及意义 4
1.4 本文研究重要内容 5
2 系统总体设计 6
2.1 丝网印刷机工作原理 6
2.2 设计原则 6
2.3 整体设计 7
3 系统硬件设计 10
3.1 三菱FX2N基本单元I/O地址分派 10
3.2 丝网印刷机电气原理图 10
3.3 丝网印刷机PLC接线图 12
3.4 伺服电机选型 13
3.5 PLC基本构造与选型 14
3.6 三菱FX2N-48MR重要技术数据 16
3.7 设计规定 18
3.8 安全保护办法设计 18
4 丝网印刷机控制系统软件设计 20
4.1 系统软件设计规定 20
4.2 PLC控制软件设计 20
5 系统调试 25
5.1 安装布线规定 25

5.2 系统仿真与调试 27
结论 30
参照文献 31
道谢 32

1 绪论
1.1 丝网印刷及丝网印刷机
丝网印刷就是将丝状物绷在网框架上，通过制作网版来进行印刷。相比国外，丝网印刷在中华人民共和国浮现比较早，夹颉印花办法浮现时间就可以追溯到秦汉时期。在印刷行业有四大印刷办法分别是：凸印、凹印、平印、孔印。夹颉印花办法也是丝网印刷，归属于孔版印刷类，是在领域中应用最为广泛一种[1]。
丝网印刷具备如下特点：
（1）适应性强。可以在各种形状表面上进行丝网印刷。例如：平面，曲面，球面，凹凸面上等等。此外，丝网印刷还可以在不同材料承印物上进行印刷，例如：硬物、软物都可以。
（2）墨层相对比较厚实，有明显比较强质感和立体感。在胶印、凸印和凹印墨层中，凹印墨层最厚，也只有13微米左右，但依然比较薄，丝网印刷墨层相比于其他方式墨层厚度，印刷立体质感和质量都较好，这是该印刷办法长处。
（3）可忍受强光，光泽靓丽。由于漏印是丝网印刷一大特点，因此可以使用不同颗粒大小颜料进行印刷，例如：浆料，粘结剂。此外，油墨调配办法简朴也是丝网印刷一大特性，例如，可以在油墨中直接放入耐光颜料合理进行调配就可以使用。因而，丝网印刷产品有很强耐光性，在广告、标牌领域应用广泛。
（4）印刷面积大。就其他印刷办法所能达到科技水平而言，由于受到机械设备限制，其所能达到最大印刷面积也但是为全张尺寸。但是丝网印刷可以打破这种限制进行大面积印刷，当前最大幅度可达到3米×4米，但事实上可印刷面积不但限于此，它可以印刷更大面积[11]。
丝网印刷依照承印物形状不同可以分为两类：平面印刷和曲面印刷。当前就国内市场而言，平网平台式丝网印刷机销售量占据了市场几乎所有份额。

图1.1 丝网印刷机构造图
丝网印刷机是推广丝网印刷技术核心所在，只有适应当代工业发展设备才干将此技术发扬广大，这就使得丝网印刷机技术更新变得越来越重要。
1.2 国内外丝网印刷机发呈现状与趋势
1.2.1 国外丝网印刷机发呈现状及趋势
近代社会以来，欧洲丝网印刷行业发展较快，特别是美国，在上世纪八十年代后期，从事丝网印刷厂商达到5000家左右，年产值高达30亿美元，占美国印刷业总交易额10%。同样是工业发达德国，在丝网印刷领域也不甘落后同步，生产丝网印刷承印物种类繁多，眼花缭乱，并且品质优良，在行业内享有非常好口碑。特别是在滚筒丝印机方面，德国SPS设计全自动设备依然是世界领头羊，其他国家简直可以用望尘莫及来形容。
进入后来，时代科技日新月异，同步国际上已经使用着丝网印刷制版技术和其设备材料不断改进，以其惊人更新换代速度融入这个科技飞速发展时代。从上世纪末欧洲及美国持续两届国际展览会上可以获悉，许多其他行业先进技术被广泛应用于丝网印刷行业，新产品各种各样，令人惊讶，例如丝印前电脑解决系统，电子成像技术等先进技术。同步在其他方面，例如，丝印还可以和其他印刷办法组合进行印刷，静电印刷也被广泛运用于丝网印刷领域，使丝网印刷始终保持活力。丝网印刷行业如此强势发展劲头，让其在印刷业地位有上升了一种台阶。在当下诸多液晶屏、触摸屏等电子显示领域，丝网印刷被大量应用，亚洲日本和韩国两大巨头生产设备始终占据着中高品位市场。尚有日本帝国油墨厂，都采用了电子计算机技术来进行管理，完全实现了当代化管理。在发达欧洲，型轮转丝网印刷机、由微机程控多色网印联动机在网印公司中已经应用，并且设备材料还比较先进。
从近几年发展形势可以看出，当前世界丝网印刷发展体现重要体当前四个方面：一是丝网印刷行业创造出价值在整个印刷业中份额越来越高；二是丝网印刷可应用领域越来越多，特别是在显示屏领域；三是计算机技术也被广泛应用于丝网印刷和网印制版方面；四是丝网印刷机械向全自动化、高精度、高速度方向发展。
1.2.2 国内丝网印刷机发呈现状及趋势
在中华人民共和国，20世纪80年代中期，一开始比较有影响力公司涉及北京706厂和广东胜江网印机制造厂两家厂商，其生产半自动丝网印刷机弥补了中华人民共和国空白，打破了国外在国内该行业内垄断地位。随着国内技术迅速发展，不再局限于两家公司，丝网印刷设备逐渐形成一定规模，并不断进行更新换代，但大都停留在设计简朴、加工粗糙阶段，没有进行深化。1999年，排除手动设备，国内生产丝网印刷机就达到5000台，销售额将近2个亿。步入新世纪以来，国内既有丝网印刷机厂商早已超过上世纪末200家，其中具备比较强生产能力尚未超过100家，重要分布在沿海地区相对较发达省市，例如上海、广东、福建等地。产品品种相对比较齐全，甚至还涉及全自动、多色、曲面机等高品位设备。
和发达国家相比，国内丝网印刷机发展起步比较晚，市面上丝网印刷设备重要以平面印刷为主，技术水平比较低，特别是滚筒丝印机生产，始终被欧美国家垄断。在八色全自动平面丝网印刷机生产领域，尽管已弥补了国内该机型空白，但在网印轮转机、全自动制版流水线领域尚处在空白。国内和发达国家差距重要体当前三个方面：设备高质量、精密化方面远远不及发达国家；设备高速度、数字化发展比较滞后，例如还没有开发出全套网印轮转机。
国内生产设备虽然没有进口设备精度高、稳定性强，但是凭借性价比高优势还是引起了众多丝印厂家关注与兴趣，例如相似类型性能同样设备价格也比国外低诸多。中日合资成立南京熊猫日立科技有限公司，成功自主开发出新一代全自动丝网印刷机，该公司销售高精度NP04XP型丝网印刷机，还比国外同类型丝网印刷机销售价格低30％。
随着国内丝网印刷机迅速发展，其重要发展趋势大体体当前如下三个方面：一是手动控制丝网印刷设备会逐渐减少，最后退出市场；二是全自动丝网印刷设备向高精度、大平面、高品质发展；三是全自动丝印机、丝印生产线呈现出上升势头。
在将来一段时期内，国内市场丝网印刷机依然是手动、半自动和全自动产品共存局面，但全自动丝网印刷机在市场上份额会逐渐提高。自从中华人民共和国加入世界贸易组织以来，国外先进设备始终占据着主体，因而提高本国丝网印刷机高品位产品变得越来越重要。
1.3 课题研究背景、目及意义
本课题来源于中北大学联合培养基地北京清大天达光电科技有限公司开发项目。该公司生产设备重要以平面丝网印刷为主，用于液晶屏生产工艺中银点印刷。
在触摸屏生产中，由两块玻璃叠加组合而成，其中上面玻璃称为面玻璃，下面玻璃称之为底玻璃。触摸屏在面玻璃与底玻璃组合之前，需要在底玻璃上丝印银点。为了满足生产需求，需要在早先设备上安装视觉定位系统对底玻璃位置进行精准调节。当前国内少数厂商采用了最新机器视觉定位技术，获得上述调节位置过程自动化，在数秒内即可实现调节过程，大大提高了生产效率，所有印刷过程从上料到下料用时不到20秒，并且印刷位置精度高达 0.02mm。
北京清大天达光电科技有限公司就是上述厂家之中一家，尽管公司之前开发丝网印刷机已基本实现了上述需求，但是半自动化丝网印刷机导致生产效率已经满足不了市场需求，因此在原先产品基本上，开发全自动、高精度丝网印刷设备成为该公司首要问题。
通过对原先丝网印刷机客观进一步分析，其缺陷重要体当前五个方面：
(1)原丝网印刷机还停留在半自动状态。进行生产时，需要员工事先将底玻璃搬运到工作台指定位置上，再由操作人员手动操控手柄和按钮，进行位置调节和银点印刷，完毕后再由操作人员将底玻璃搬运到下一工序设备上。这种工作方式耗费人力物力比较大，生产效率完全满足不了市场需要。
(2)原丝网印刷机控制系统采用步进电机驱动器驱动步进电机对跑台进行定位控制，通过多家客户使用状况反映，当跑台处在运动状态时，行程局限性或者过冲状况经常出当前印刷位，没有精准到达指定印刷位置，浮现位置偏差，导致了不合格产品浮现。
(3)原丝网印刷机某些机构控制仍由工控机来完毕。
(4)原丝网印刷机使用5个CCD获取玻璃边沿进行定位算法。当前采用2个CCD双角点对位办法已经在平面丝网印刷机行业广泛推广。
(5)原丝网印刷机功能单一。例如缺少测厚功能，在未调节工作台或刮刀（回墨刀）高度状况下丝网印刷机对不同厚度底玻璃同步进行印刷，会导致印刷质量下降。
针对原先设备上述缺馅，本课题对该设备电气控制系统进行升级改造，研发出一套拥有功能全面、PLC单独控制、性能先进、高精度全自动印刷新型丝网印刷机，同步具备手动功能，将其命名为TSTD丝网印刷机，开发其对于公司乃至于国内丝网印刷设备都具备积极推动作用，意义重大。
1.4 本文研究重要内容
本课题钻研重要内容是在原有丝网印刷机基本上，以PLC为基本改造原本老化老旧继电器控制系统，再对可编程控制器硬件和软件编排，设计出一套可以具备自动和手动一体高性能，高可靠性，线路简朴电气控制系统。
本文重要内容是先对丝网印刷机电气控制系统进行总体设计，而后是系统硬件设计和软件设计，最后再对所设计软件进行仿真与调试。本次课题设计重点是将本来由继电器控制系统改造为由可编程控制器控制系统，达到实现维护维修，检测以便，控制速度快目。

2 系统总体设计
2.1 丝网印刷机工作原理
丝网印刷是把带有图案模板附在丝网上，运用油墨渗入过印版原理进行印刷。普通丝网是由尼龙、玻璃、聚酯、丝绸或则金属网制造而成，把承印物直接放置在带有模板丝网下面，丝网印刷油墨或涂料在刮墨刀挤压下穿过丝网未堵塞网孔使图案印刷到承印物。丝网上模板把一某些不需要丝网小孔封住使得颜料不能通过丝网，而只有图像某些可以穿过油墨，因此在承印物上只有图形某些有印迹。丝网印刷由五某些构成，即丝网印版、刮板、油墨、工作台、承印物。如图2.1所示。由电机传递动力，让刮刀在运动中挤压油墨和丝网印版，使丝网印版与承印物形成一条压印线，由于丝印网具备张力，对刮刀产生一种回弹力，因此丝网印版除压印线外都不与承印物相接触。油墨在刮刀挤压力作用下，通过网孔，从压印线漏印到承印物上。在印刷过程中，丝网印版与刮刀做相对运动，而丝网在印刷过程中，不断处在变形和回弹状态。刮刀在完毕单向印刷后与丝网印版同步脱离承印物返回，进行回墨操作，则完毕一种印刷循环。丝网印刷机重要构造普通分为：大臂升降构造、应刷工作台、印刷机构、印物定位、网版加持以及网台距调节、气动某些、电动某些和电气控制某些[1]。
网框
丝网

刮墨刀
油墨

承印物
印刷台

图 2.1 丝网印刷机工作原理图
2.2 设计原则
（1）操作性
在当代印刷机特点是自动化限度高，可以直接控制印刷机送料，输送油墨，润湿，印刷，收纸装置，可以控制颜色，自动清洗，印刷质量，可以监控印刷机工作状态及故障显示。运营商为了以便操作，控制和故障排除，也与印刷，印前系统车间，管理信息系统，构建在一种完美数字网络环境管理、生产管理等部门，真正印刷系统是数字化，网络化和自动化。
（2）接近性
在印刷机构造紧凑，机器占地面积比较小前提下，各机组和色组之间要有比较宽敞空间。既有印刷机看重人机协调关系，在设计理念上符合人类工程学观点。这样，操作者在更换印版、橡皮布、衬垫，洗涤滚筒和进行机件调节、维护、保养时，有足够操作活动空间。
（3）安全性
为了保证操作者在工作中时人身和机器安全，印刷机上必要设计保护装置，并且要敏捷高、可靠强，万无一失，只要机器发生故障，就自动停机。这一点必要保证。 （4）经济性
印刷机价钱是权衡印刷机具备竞争力重要因素，只有价廉质优印刷机才会具备强有力竞争力。应当按照经济能力，谋求最合理性价比，同步还要长期保证印刷机良好机械精度，有较长使用寿命，保证印刷品具备良好质量。
（5）适应性
印刷机应具备较强适应性，能印刷从薄纸到塑料和玻璃等承印材料；同步也要迅速、以便，安全地进行单双面印刷互相转换。以满足不同层次和印品规定。
（6）艺术性
印刷机造型应比例协调、和谐、平整。和谐外形和颜色可使操作者减少疲劳，使操作者有一种良好工作情绪和环境，以更好地工作。
2.3 整体设计
（1）大臂升降构造
①大臂擦版位升降不大于400mm.
②升降由气缸提供动力。
③使用高精度线性滑轨作为大臂升降导向。
（2）印刷构造
①印刷、回墨运动由同步伺服电机控制。
②刮刀、回墨刀升降均由气缸提供能源，并且印刷压力可由调压开关调节控制。
③刮刀和回墨行程由左右臂上光电行程开关调节大小，变化左右臂位置即可完毕对印刷行程调节。
（3) 印刷工作台
　 ①印刷工作台重要采用铝制，由于铝较软，因此表面镀上一层光滑钢片。
　 ②印刷工作台也可以运用吸盘设计为吸气功能。
　 ③印刷工作台也可以调节位置升降，调节左右位。
（4）网板定位
工作段可升降定位支撑梁上可以完毕网板定位，可调节其位置，定位支撑梁设计为气缸气动控制。
（5）气动某些
重要包括气泵机、气缸、气压控制表、气控开关、输气管道等。重要作用是由气泵机提供气源，气泵机通过输气管道为气缸提供源动力能源。丝印机大臂升降、刮刀、机头左右运动阀门等均采用气动。
（6）电气控制某些设计为通过PLC控制电磁阀开通或者关闭，来控制整个丝印机运动，后文会有更详细简介。
(7) 人机操作面板，如图2.2所示:

图 2.2 控制面板图

3 系统硬件设计
3.1 三菱FX2N基本单元I/O地址分派（如表3.1）
表3.1 I/O地址分派表
名称
代号
输入
名称
代号
输出
开始通电
SB0
X0
大臂下降
YV5
Y0
断电停止
SB1
X1
大臂上升
YV6
Y1
手动
SB2
X2
刮刀下降
YV1
Y2
自动
SB3
X3
刮刀上升
YV2
Y3
复位
SB4
X4
印刷
KM1
Y4
大臂下限位
SQ1
X5
回墨
KM2
Y5
大臂上限位
SQ2
X6
回墨刀下降
YV3
Y6
刮刀上限位
SQ3
X7
回墨刀上升
YV4
Y7
刮刀下限位
SQ4
X8
原点批示灯
HL1
Y8
左移限位
SQ5
X9

右移限位
SQ6
X10

刮刀下降
SB5
X11

印刷
SB6
X12

刮刀上升
SB7
X13

回墨刀下降
SB8
X14

回墨
SB9
X15

回墨刀上升
SB10
X16

大臂下降
SB11
X17

大臂上升
SB12
X18

3.2 丝网印刷机电气原理图
丝网印刷机工作流程如下：通电→大臂下降→刮刀下降→印刷→刮刀上升→回墨刀下降→回墨→回墨刀上升→大臂上升→原点复位。其中回墨和印刷公用一种电机，其她为气缸驱动控制。依照流程绘制电气原理控制图，如下图3.2所示为丝网印刷机电气控制原理图：

图3.2 电气原理控制图
图中中KA0、KA1、KA2、KA3分别是通电、手动、自动、复位中间继电器线圈，分别按下相应按钮，相应线圈得电，相应继电器开关闭合，就能选取相应模式。
3.3 丝网印刷机PLC接线图
如下图3.3所示为丝网印刷机PLC原理接线图：

图3.3 PLC接线图
图中数字接口接PLC电源24V正负极，6和8接负极，此外两接口接正极。
3.4 伺服电机选型
伺服电机工作原理是当电机得到一种外来脉冲，转子就会转动相应角度，通过相应转动机构，移动相应位移。并且伺服电机每转动一种单位角度，就会产生一种相相应脉冲，这样就与伺服电机接受脉冲形成一种闭合循坏回路称为伺服闭环系统。这样伺服循坏系统通过记录发出和受到脉冲数量，来精准控制电机转动以达到控制相应位移运动目，当前系统最大精度可以达到0.001mm。伺服电机以接入电流类型分为直流伺服电机和交流伺服电机。与步进电机相比，伺服电机具备质轻、力大、响应快、高速度、小惯量、力矩稳定、容易实现智能化、其电子换相方式灵活、可以方波换相或正弦波换相、寿命长，辐射小等长处，因此在市场上应用比较广泛[7]。交流伺服电机还可以分为同步伺服电机和异步伺服电机，其中同步伺服电机由于其具备较大功率区间，还能提供较大转动惯量，速度和功率，而在控制领域运用广泛，基于这些长处，在设计时咱们选用同步交流伺服电机。
本次设计选用了三菱PLC，而与之相相应伺服电机也应选用三菱生产伺服电机系列。依照资料显示，在印刷回墨过程，需要电机输出功率在0.75KW左右，因此选用三菱公司生产伺服电机型号为HF-SP102,相相应基本规格参数如下表3.4所示：
表3.4 伺服电机HF-SP102规格参数
合用驱动器
MR-J3-100A，MR-J3-100B
额定输出功率(持续特性)(kW)]
1.0
额定转矩(持续特性)[N.m]
4.77
额定速度
r/min
额定电流[A]
5.3
最大电流[A]
15.9
最大速度
3000r/min
最大转矩[N.m]
14.3
编码器辨别率
262144
瞬时容许速度
3450r/min
3.5 PLC基本构造与选型
可编程控制器简称PLC，PLC是专为工业应用，采用了典型计算机构造，硬件电路重要由中央解决器即CPU、电源、存储器和专门设计输入/输出接口电路以及编程器等外接口构成，现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选取开关以及其她某些传感器输出开关量或模仿量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU可以接受和解决信号。输出接口电路将CPU送出弱电控制信号转换成现场需要强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器等被控设备执行元件。图3.5为典型PLC基本构造简图。
（1）CPU模块
CPU是PLC核心，起中枢神经作用，实质上就是微解决器。每台PLC必要有一种CPU，它可以由PLC系统程序功能接受并存储顾客程序和数据，并且扫描采集由现场输入装置送来状态或数据，并存入相应寄存器。
（2）输入接口　
输入接口作用是接受和采集两种类型信号，一种是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量发出信号；另一种是由电位器、测速发电机和各种变换器产生持续变化等模仿量输入信号。　　
（3）输出接口　　
输出接口电路意义是传达控制信号给控制各执行元件。其实行重要元件涉及接触器，电磁阀，控制阀（模仿量），调速装置（模仿量），批示灯，数字显示及报警装置等。输出接口电路重要由单片机输出接口电路和功率放大电路是由两某些构成，光电耦合器抗干扰和电气隔离使用之间输入接口电路和内部电路、输出接口电路。微机输出接口电路由输出数据寄存器，选取电路和中断逻辑电路集成在芯片上，CPU通过数据总线，输出信号送到输出数据寄存器中，功率放大电路放大微电脑输出信号。
（4）其他接口　　
如果主机单元I/O数量不够用，普通通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元相接进行扩充。PLC还常配备衔接各种外围设备接口，可通过电缆完毕串行通信、EPROM写入等功能。　　
（5）编程器　　
编程器是PLC非常重要外围设备，编程器功能是编辑、调试顾客输入程序，还能在线监控PLC内部状态和参数，以及对人机对话发展和PLC应用与维护是一种必不可少工具。编程器分为简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带以便，直接插在PLC编程插座上即可，或用专用电缆连接到PLC，便于编程和调试，但是只能进行联机编程，并且不能直接输入和编辑梯形图程序，必要将梯形图程序转化为指令表程序输入。合用于小型PLC编程和现场调试。图形编程器本质上就是一台便携式计算机，既能用语句形式编程，又能用梯形图编程，同步还可以进行脱机编程。当前PLC制造商大都研发了计算机辅助PLC编程支持软件，在个人电脑上安装PLC编程软件，可以实现梯形图编程，编辑和修改顾客程序，顾客程序双向传播，PLC监控运营状态是通过PC与PLC之间通信接口实现。　　
（6）电源　　
PLC内部配备了一种高性能稳压电源，它作用是将外部供应交流电转变成直流电提供应CPU、存储器等满足所需，同步它也是整个PLC能源供应中心。PLC内部普通安装一种锂电池做为备用电池，以防外部电源浮现故障时内部重要数据因断电而丢失。诸多PLC电源还可向外部供应直流24V稳压电源，用于向输入接口上接入电气元件供电，以简化外围配备。
三菱FX系列可编程控制器是当世界应用广泛，特点明显、最具意义微型PLC。在三菱FX中，除基本指令表编程方式外，还可以使用梯形图编程及相应机械动作流程进行顺序设计SFC顺序功能图编程，并且这些程序之间可互相转换。在FX系列PLC中还安装了高数计数器，把来自特定继电器高频脉冲进行作中断解决，目是扩大PLC应用范畴。其中FX2N PLC还可以采用作为扩展设备硬件计数器，使用了高性能CPU，增长了I/O点，增多了功能模块，加强了通信功能和编程功能。基于三菱FX2N系列PLC以上长处，考虑到本次设计I/O分布如图表3.3所示，本设计采用FX2N--48MR作为本文PLC型号[15]。
输 出 状 态 寄 存 器
输 入 状 态 寄 存 器

现 场 输 出 信 号
电源

输 出 接 口
存储器
输 入 接 口
现 场 输 入 信 号

CPU

外设接口
扩展接口

扩展单元、特
殊功能单元等
外部设备
编程器等

图3.5 PLC基本构造简图
3.6 三菱FX2N-48MR重要技术数据
工作电源：24VDC
输入点数：24
输出点数：24
输入信号类型：直流或开关量
输入电流：24VDC 5mA
模仿输入：-10V～10V（-20mA～+20mA）
输出晶体管容许电流0.3A/点（1.2A/COM）
输出电压规格：30VDC
最大负载：9W
输出反映时间：Off→On 20μs On→Off 30μs
基本指令执行时间：数个毫秒
程序语言：指令+梯形图+SFC
程序容量：3792STEPS
基本顺序指令：32个（含步进梯形指令）
应用指令：100种
初始步进点：S0～S9
普通步进点：118点，S10～S127
辅助继电器：普通用512+232点（M000～M511+M768～M999）
停电保持用256点（M512～M767）
特殊用280点（M1000～M1279）
定期器：100ms时基64点（T0～T63）
10ms时基63点（T64～T126，M1028为ON时）
1ms时基1点（T127）
计数器：普通用112点（C000～C111，16位计数器）
停电保持用16点（C112～C127，16位计数器）
高速用13点1相5kHz，2相2kHz（C235～C254，所有为停电保持32位计数器）
数据寄存器：普通用408点（D000～D407）
停电保持用192点（D408～D599）
特殊用144点（D1000～D1143）
指针/中断：P64点；I4点（P0～P63/I001、I101、I201、I301）
串联通信口：程序写入/读出通讯口：RS232
主机电源220V AC
3.7 设计规定
为了满足印刷机工艺规定和电气控制规定，其丝网印刷机电气控制系统构造如下图3.6所示。

机器
信号
人机
界面
操作
面板

P L C

电源

电磁阀
电磁阀
定位
模块

刮墨刀
上下左
右气缸

图3.6 丝网印刷机电气控制系统构造框图
3.8 安全保护办法设计
（1）安全接地或电源接地
必要将电源线接地端和柜体连线安全接地。由于电源如果漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对伤害人[3]。
（2）系统接地
PLC控制器为了保证所控各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不能不不大于4Ω，需要将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端相连接，作为控制系统地。
（3）信号与屏蔽接地
普通规定信号线必要有一种唯一参照，屏蔽电缆一旦遇到可以创造或传导干扰场合，在近来接地或控制室只有接地以防止形成“循环”。信号源接地和屏蔽层普通对侧信号接地；接地应在PLC中侧接地；信号线中间接头，屏蔽层必要连接牢固，还要做绝缘解决，一定要禁止多点接地发生；当各种测点信号屏蔽双绞线和多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层之间应互相连接，并做绝缘解决解决，防止短路浮现，选取恰当接地处单点接点[9]。

4 丝网印刷机控制系统软件设计
4.1 系统软件设计规定
在进行应用系统总体设计时，应把软件与硬件设计相结合，作一体化考虑。当系统硬件设计完毕后，软件设计也就基本必定了。
大体来说，软件功能可以分为两大类。一类是执行软件，作用是能完毕各种实质性功能，另一类是监控软件，用来专门协调各执行模块与操作者之间关系，在系统软件中充当着组织协调者角色。
咱们在进行软件编程设计时，普通从如下几种方面进行考虑：
（1）对软件选取，普通来说，软件种类繁多，找到一种适当软件以及适当编程方式，往往能使控制系统能达到最佳效果。
（2）由于软件功能不同，可以将系统软件分为若干个独立模块。先设计出软件总体构造，然后设计各个细小某些，使其清晰，简朴，流程合理。
（3）对各功能程序可以采用模块化，子程序化，这样更加以便易懂。
（4）在编写程序之前，应先绘制出程序流程图。
（5）要合理分派系统资源，例如ROM、RAM等。
4.2 PLC控制软件设计
本文软件设计重要是针对PLC编程软件设计梯形图。本次设计重要是运用三菱公司FX系列PLC中FX-48MR来进行编程，因此本文就采用三菱公司提供MELSOFT GX Developer 编程环境进行编程。
依照电气图可以转化模式选取梯形图如4.1所示：

图4.1 模式选取梯形图
开关通电后，X0为真，M0处在ON状态，可以开始进行丝网印刷机操作。如果选取手动模式，X2为真，M1处在ON状态，可以进行手动操作；如果选取自动模式，X3为真，M2处在ON状态，可以进行自动操作；如果选取复位，X4为真，M3处在ON状态，进行复位操作。
丝网印刷机PLC梯形图如图4.2所示：

图4.2 丝网机运营梯形图
图4.2就是丝网印刷机梯形图，依照梯形图转化成指令表：

图4.3 指令表
5 系统调试
5.1 安装布线规定
规定一：PLC安装与布线（如图5.1所示）
（1）应分别对PLC电源线、动力线、控制线和输入输出线进行配线，还要标注号码，在隔离变压器应与PLC和I/O之间使用双胶线连接。将PLCI/O接线和大功率接线分开走线，如必要在同一线槽内，必要分开捆扎交流线与直流线。若条件容许，最佳采用分槽走线，这不但可以尽量大增长空间距离，还能最低限度减少干扰。
（2）PLC应避免强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置等大型动力干扰设施，应与高压电器安装在不同开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（两者之间距离应不不大于250mm）。与PLC装在同一种柜子内相应电感性负载，例如功率较大继电器或接触器线圈，应采用并联RC消弧电路。
（3）PLC输入与输出普通分开接线，开关量与模仿量也要分开接线。模仿量信号传送应选用屏蔽线，屏蔽层需要一端或两端接地，接地电阻要不大于屏蔽层电阻1/10。
（4） 交流输出线和直流输出线不能使用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，以避免并行。
规定二：I/O端接线
（1）输入接线 （如图 3.3所示）
① 选用输入接线普通不要太长。但如果干扰较小，输入线可以恰当长些。
② 输入/输出线普通要分开不能连接同一根电缆接电。
③ 为使编制梯形图容易阅读普通应尽量使用常开触点形式连接输入端。
（2）输出接线
① 输出端接线分为独立输出和公共输出两种。在不同组中，可采用相应类型和电压级别输出电压；在同一组中输出线只可以用同一类型且同一电压级别电源。
② PLC输出元件普通被封装在印制电路板上，