早期的圆网印花采取机械传动控制，印花精度低，机械传动噪声大，使用寿命短。20世纪90年代末，国产圆网印花机开始采用分电动机独立传动控制模式，印花精度和速度大为提高。系统主要由参数设定与显示、圆网控制系统、圆网对花操作装置、圆网传动电动机组成。
与之配套的控制系统构成方式多种多样，有单片机多机控制、计算机分布式控制、PLC控制及CAN现场总线控制等方式。其控制结果必须达到以下功能：
(1)圆网按照一定的速差与印花导带同步运行，并可以通过操作界面对圆网与印花导带的速差进行调整，调整幅度为+8‰—-8‰。
(2)每只圆网运转过程中保持高精度的位置同步。
(3)每个花位能够独立地对圆网超前和滞后可控插补。
步进电劫机(或伺服电动机)通过减速器带动传动齿轮继而带动圆网转动，圆网的传动速度为nZ2/iZ1(n为电动机转速，Z1、Z2为两齿轮齿数，i为减速器传动比)，每个网头安装一个高精度传感器，用于网头的定位，将网头实际转动量和圆周方向移动量转换成数字脉冲信号发送给网头控制单元进行计算，构成闭环控制系统，可防止任何原因引起的电动机失步等现象，各个网头之间依靠计算机多闭环检测，达到定位的目的。
同时，在圆网印花机导带传动轴上安装一个高精度逮度比反馈编码器，用于精确测量橡胶导带实际运行速度。根据印花导带的速度由编码器给每个印花单元传输信号，达到备个镍网与导带一直保持同步并提高对花精度。
2.1 圆网印花机控制系统结构
采用步进电动机独立传动圆网印花机控制系统结构如图7（a）所示，采用交流伺服电动机传动时系统结构如图7（b）所示。
2.2 圆网和导带的同步控制
圆网与导带的同步控制是整个独立传动的核心，其控制方式为圆网和导带主从之间的跟随的同步控制方式。其核心是控制圆网传动电动机以一定的比例关系跟随导带做位置同步运行，要求所有的圆网电动机在任何时候都保持相同的位置关系。图8是圆网花位的示意图，安装在导带上的编码器信号进人控制系统后，经过电子齿轮分频后同对花插补信号叠加输出控制圆网传动步进电动机或伺服电劫机。要求从编码器采集的信号到输出处理实时性要高，否则会出现对花精度差、升降速跑花的现象。同时要求操作和参数设定要方便，实现的方式基本上有以下三种。
(1)采用单片机系统，往往是结合特定的应用开发，一般为专用设备，通常使用8051系列单片机、DSP数字信号处理器或ARM芯片。其特点是：专用、保密，具有自已的知识产权，软/硬件更改方便，成本低。缺点是：开发困难，周期长，稳定性要经过考验，需耍专门人才，人力资本高。
特点是：通用性好，稳定，开发平台好(梯形图/逻辑语言等)，用于开发应用程序时周期大大缩短，节约人力成本。缺点是：知识产权不属于使用者，保密性差，功能无法由使用者更改；由于是扫描执行程序，速度较慢，实时性较差，一般缺乏复杂运动控制功能，控制精度不是很理想。
(3)采用运动控制器系统，专门用于控制运动元件完成复杂运动轨迹、复杂运动程序的控制器，逻辑控制功能是它的辅助功能。其特点是：高速、高精度控制，复杂的数学模型和算法，优化的轨迹控制，模块化的控制功能；很好的编程调试平台，可以与多种软件结合，可以控制多种运动元件(伺服电动机，步进电动机)，二次开发较方便，一般有较好的保密方法。缺点是，成本高，耍求开发者有较高的专业水平，功能不能由使用者随意增加。
2.3 彩虹系列印花机电控系统
彩虹系列磁棒印花机是晋江佶龙机械公司在多年生产圆网印花机的基础上开发的一种新机型，该机型采用PLC控制及计算机分布式控制投术，圆网采用交流伺服电动机独立传动。具有印制效果好、可靠性高、操作方便的特点。
如图9所示，彩虹系列磁棒印花机运用计算机分布式控制投术，圆网伺服电动机独立传动。该控制系统采用了基于CANBUS现场总线和RS-485通信的双层网络架构，主机逻辑控制采用三菱FX2N系列PLC控制，每个花位由一台带有CANBUS现场总线和RS -485通信接口的嵌人式PLC控制。所有信息通过CANBUS现场总线和RS-485通信在控制网关上集成并通过人机界面触摸屏显示。
2.3.1 CAN总线控制
CAN全称Controller Area Network，即控制器局域网。 CAN是国际上应用广泛的一种现场总线。它作为一种串行通信总线，最初被设计为汽车工业中的微控制器用，由于它具有高可靠性和独特的设计、在多种系统中的优势及很高的适时性，现在CAN总线已经在汽车工业、航天工业等领域的控制系统中得到了广泛的应用，并且是到目前为止唯一一种成为国际标准(ISO)的现场总线。CAN的特征如下：
(1) CAN是一种有效支持分布式控制和适时控制的串行通信网络。
(2)CAN协议遵循ISO/OSI参考模型，采用了其中的物理层、数据链层与应用层。
(3) CAN可以多种方式工作，本质上也是一种CSMA/CD方式，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN采用非破坏性逐位仲裁投术，优先级发送，可以大大节省总线冲突仲裁时闸，在重负载下表现良好的性能；CAN可以点对点、一点对多点(成组)及全局广播等几种方式传送和接收数据。
(4) CAN的直接通信距离最远可达10km(传输速率5kbit/s)，最高通信逮率1Mbit/s(传输距离为40m) 。
(5)CAN上的节点数实际可达110个。
(6)CAN数据链路层采用短帧结构，每一帧为8个字节，易于纠错；CAN每帧信息都有CRC效验及其他检错措施，有效地降低了数据的错误率；CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭的功能，使总线上的其他节点不受影响。
(7)信号调制解调方式采用不归零(NRZ)编码/解密方式，并且采用插入填充位(位填充)技术。
(8)数据位具有显性”0”( Dominant dit)和隐性“1”(Recessive bit)两种逻辑值，采用时钟同步技术，具有硬件自同步和定时时间自动跟踪功能。
2.3.2 串行数字接口通信
RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，是由电子工业协会（EIA）制定并发布的，RS-232在1962年发布。RS-422由RS-232发展而来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到约1200m(速率低于100kbps时)，并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS一485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。RS-232、RS-422与RS-485标准只对接日的电气特性做出规定，简单说只是物理层的一个标准。没有规定接口插件电缆以及使用的协议。在此塞础上用户可以根据自己的实际应用建立高层通信协议。
2.3.2.1 目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口
RS-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通信。收、发端的数据信号是相对于信号地。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5—+15V，负电平在-5—-15V当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在+3—+12V与一3—12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2—3v，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大约为15m，最高速率为20kbps。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通信而设计的，其驱动器负载为3k-7kΩ。所以RS-232适合本地设各之间的通信。
2.3.2.2 RS-422、RS-485串行接口标准
(1)平衡传输。RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2一+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2—-6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一”使能端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当”使能”端起作用时发送驱动器处于高阻状态，称作”第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。
(3)RS-422电气规定。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS-232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备，其余为从设备，从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。RS- 422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线) 实现。RS-422的最大传输距离为1219m(4000英尺)，最大传输速率为10Mbps。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kbps速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100m长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mbps。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300m以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。
(4)RS-485电气规定。由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485的许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用Rs-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互逢时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。Rs-485与RS-422的不同之处还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7-—+12V，而RS-422为-7—+7V；RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中。RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps。平衡双绞线的长度与传输逮率成反比，在100kps速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100m长双绞线最大传输速率仅为1Mbps。因为RS-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，使得EIARS-485在工业应用的数据传输中得到广泛应用。
2.3.3主从控制模式
介绍了CAN总线和RS -485通信的有关特点，再来看看彩虹系列磁棒印花机的控制系统，在控制系统方框图中，主靖是一个具有RS-485、RS-232和CAN总线接口的控制器，通过RS-485接口与FX2N可编程控制器进行数据交换，通过CAN总线与圆网传动控制器相连，将机台的所有章行数据及状态，通过Rs-232接口在人机界面上显示，实现工艺集中显示、控制和管理。
逻辑和单元同步控制采用三菱FXEN系列PLC，实现烘房风机、各种逻辑动作、辅助电动机以及进布传动、印花导带传动、烘房网带传动、落布传动电动机的控制和同步。其中单元同步控锄采用一个4AD和一个4DA模块，4DA模拟量输出模块输出的0-10v信号分别作为进布传动、印花导带传动、烘房网带传动、落布传动变频器的频率给定。4AD模拟量输人模块接收来自进布松紧架、落布松紧架和烘房网带调节电位器的速度反馈信号(0-10V)，在PLC内进行PID运算，调整输出单元的输出，控制电动机的同步。在导带传动电动机上装有一个光电编码器，编码器的脉冲信号经滤波、整形后作为各圆网电动机的速度给定。
每个印花单元由一台专用控制器来实现，该控制器采用的是嵌入式PLC的结构，内置CAN总线和RS-485接口，具有多路I/O输人输出，两路模拟量输入、一路摸拟量输出、一路100kHz脉冲输人和一路带有电子齿轮、脉冲插补的高速差分脉冲输出。能实现印花单元的所有动作和要求。具体工作原理如下：
(1)采用双CPU的主从控制模式，主控制器采用C8051FO40单片机加载了嵌入式PLC软件平台的核心芯片组，完成开关量输人输出、UARTO、UARTI、CAN功能。从控制器采用C8051FF30单片机，指令信息处理高达25MIPS。从控制器对输人脉冲采样，接受主控制器发送的命令并迸行相应的处理，输人脉冲经过分频后，输出相应频率的脉冲，并将有关信息发送给主控制器。主、从控制器之问以SPI接口连接，SPI通信速率为1Mbits，这样有利于提高系统实时性。
(2)嵌人式PLC芯片组是一种内部加载嵌人式PLC实时内核，具备PLC功能和CAN、RS-232/RS-485通信功能，能够完成常规过程控制(如IO、AD、DA、高速输人输出)的控制模块。过程控制功能的实现使用梯形图语言编程，通信功能只需简单设置便可完成，其他接口信号的输人输出使用汇编语言或C语言编程，见图10。
(3)采集开关量输入信号，输出控制信号，采用光隔隔离，提高抗干扰性能。所有开关量输入输出信号在梯形图中都可以编程，可根据印花机的实际需要定义每个IO点的功能和用途。I/O输入可定义为回零开关、断网保护开关、网头下限开关、圆网传动电动机故障等；I/O输出可以定义为网头各个电磁阀的开合、网头电动机的选择、横斜向对花电动机正反转控制磁台的使能控制等；二路0-10V模拟量输人用于横斜向对花的位置检检测；一路模拟输出用于控制磁台磁力的大小。
(4)UARTO完成梯形图下载、监控、接字符屏或人机界面。
