專利名稱：一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自調(diào)勻整控制可以根據(jù)喂入棉條(并條機(jī)中為棉條，梳棉機(jī)中為棉層，以下簡稱棉條)的厚度波動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整牽伸比以控制輸出棉條均勻度，是先進(jìn)梳棉機(jī)和高速并條機(jī)的核心技術(shù)；短片段自調(diào)勻整中應(yīng)用最廣泛的開環(huán)式控制器的勻整結(jié)果怎樣，開環(huán)控制器本身無法保證，離線質(zhì)量控制要求檢測(cè)人員頻繁地取樣檢測(cè)，工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在人機(jī)界面顯示輸出棉條的厚度、CV(變異系數(shù))值、波譜圖等信息，并可在質(zhì)量超差時(shí)報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)，能保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高自動(dòng)化水平；瑞士立達(dá)公司和德國特呂茨施勒公司生產(chǎn)的高速自調(diào)勻整并條機(jī)提供可選購的在線監(jiān)測(cè)模塊，但在線監(jiān)測(cè)和自調(diào)勻整控制在不同CPU上實(shí)現(xiàn)，屬于多處理器結(jié)構(gòu)，價(jià)格昂貴。
對(duì)于自調(diào)勻整控制，目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，相關(guān)專利較多；經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)朇N01215858.5)提出了一種梳棉機(jī)條干在線檢測(cè)儀，但該方法只檢測(cè)條干厚度，對(duì)于在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)更關(guān)注的CV值和波譜圖不作檢測(cè)。一體化自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)在于當(dāng)前控制器硬件水平下采用現(xiàn)有控制策略，單個(gè)CPU很難勝任自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)繁重的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理任務(wù)目前自調(diào)勻整控制周期在毫秒級(jí)，在這么短的控制周期內(nèi)，要完成輸入檢測(cè)、控制運(yùn)算、輸出執(zhí)行等一系列任務(wù)，勻整控制計(jì)算機(jī)CPU的負(fù)擔(dān)已經(jīng)很重，很難再加上在線監(jiān)測(cè)耗時(shí)的CV值和波譜圖運(yùn)算等任務(wù)，否則控制的效果將難以保證；如果能從控制策略上入手，改進(jìn)方法以提高CPU效率，將在線監(jiān)測(cè)功能集成到自調(diào)勻整控制計(jì)算機(jī)中，開發(fā)一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為企業(yè)提供高質(zhì)量、低成本的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一體化的自調(diào)勻整和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。使其可用于梳棉機(jī)和并條機(jī)自調(diào)勻整控制、實(shí)時(shí)在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)和設(shè)備故障診斷，滿足了現(xiàn)代化紗廠對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制和設(shè)備自動(dòng)化水平的要求。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括控制計(jì)算機(jī)、信號(hào)檢測(cè)部分、輸出執(zhí)行部分、人機(jī)界面和控制監(jiān)測(cè)部分五部分，信號(hào)檢測(cè)部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于獲得自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)的輸入信號(hào)；輸出執(zhí)行部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于自調(diào)勻整控制輸出執(zhí)行；人機(jī)界面連接到控制計(jì)算機(jī)，用于在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示；控制監(jiān)測(cè)部分運(yùn)行于控制計(jì)算機(jī)，用于協(xié)調(diào)信號(hào)檢測(cè)部分、輸出執(zhí)行部分和人機(jī)界面工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)功能。
所述的控制計(jì)算機(jī)，包括CPU模塊、CAN模塊、計(jì)數(shù)模塊和AD模塊，這些模塊通過計(jì)算機(jī)總線相連。
所述的信號(hào)檢測(cè)部分，包括喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)；喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由喂棉喇叭口和電渦流傳感器組成，將喂入棉條厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓信號(hào)，連接到控制計(jì)算機(jī)的AD模塊，用于獲得喂入棉條厚度；輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由凹凸羅拉和電渦流傳感器組成，將輸出棉條厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓信號(hào)，連接到控制計(jì)算機(jī)的AD模塊，用于獲得輸出棉條厚度；喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由喂棉羅拉和旋轉(zhuǎn)編碼器組成，將喂入棉條位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，既連接到計(jì)數(shù)模塊用于喂入棉條計(jì)長測(cè)速，又連接到AD模塊用于喂入棉條厚度檢測(cè)采樣觸發(fā)；輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由牽伸羅拉和旋轉(zhuǎn)編碼器組成，將輸出棉條位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，既連接到計(jì)數(shù)模塊用于輸出棉條計(jì)長測(cè)速，又連接到AD模塊用于輸出棉條厚度檢測(cè)采樣觸發(fā)。
所述的輸出執(zhí)行部分包括喂入棉條拖動(dòng)和輸出棉條拖動(dòng)；喂入棉條拖動(dòng)由伺服電機(jī)和伺服控制器組成，伺服控制器連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊；輸出棉條拖動(dòng)由變頻電機(jī)和變頻器組成，變頻器連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊。
所述的人機(jī)界面使用工業(yè)可編程人機(jī)界面(也稱觸摸屏)，連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊。
所述的控制監(jiān)測(cè)部分，一方面通過信號(hào)檢測(cè)部分實(shí)時(shí)獲得喂入棉條的厚度和速度信息，采用勻整算法，獲得喂入棉條速度的調(diào)節(jié)量，通過輸出執(zhí)行部分送出以實(shí)現(xiàn)自調(diào)勻整控制；另一方面通過信號(hào)檢測(cè)部分實(shí)時(shí)獲得輸出棉條的厚度和速度信息，經(jīng)過運(yùn)算獲得輸出棉條的厚度、CV值和波譜圖等信息送到人機(jī)界面顯示，并在質(zhì)量超差時(shí)以聲音、動(dòng)畫等多媒體形式報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)，以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。
所述的控制計(jì)算機(jī)的AD模塊采用了基于FIFO(先進(jìn)先出)的高速采樣緩存技術(shù)。AD模塊從喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)獲得的模擬量電壓信號(hào)通過放大器放大后進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)分頻器分頻后作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)按照先進(jìn)先出的原則自動(dòng)進(jìn)入FIFO緩存，F(xiàn)IFO緩存的大小確定以在CPU批量讀取其中的數(shù)據(jù)前，其中數(shù)據(jù)不溢出并留一定余量為原則；正確設(shè)置后，采樣、緩存工作不需要CPU干預(yù)自動(dòng)進(jìn)行，控制計(jì)算機(jī)CPU的效率得到了極大的提高，這是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)突破點(diǎn)。高速采樣緩存技術(shù)能大大提高棉條厚度采樣頻率，可以在一個(gè)自調(diào)勻整控制周期對(duì)棉條厚度進(jìn)行若干次采樣(檢測(cè)長度為控制片段長度的若干分之一)，控制計(jì)算機(jī)CPU批量讀取緩存在FIFO中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行充分?jǐn)?shù)字濾波(去噪聲，低通濾波等)處理后再用于勻整控制或在線監(jiān)測(cè)，以盡可能地消除機(jī)械振動(dòng)、電源噪聲和隨機(jī)干擾的影響，提高檢測(cè)精度和勻整控制效果。
所述的控制監(jiān)測(cè)部分在同一個(gè)CPU上完成自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)功能，在前述AD模塊采用基于FIFO的高速采樣緩存技術(shù)大大提高了CPU效率的基礎(chǔ)上，在控制策略上采用了基于DOS(磁盤操作系統(tǒng))實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多級(jí)中斷技術(shù)，高實(shí)時(shí)性勻整控制和低實(shí)時(shí)性人機(jī)界面通訊在兩個(gè)中斷中完成，勻整控制中斷優(yōu)先級(jí)高于人機(jī)界面通訊，通訊采用基于CAN協(xié)議的短幀快速方式以提高速率和可靠性；在任務(wù)分配上，在線監(jiān)測(cè)功能中的棉條厚度和CV值運(yùn)算這兩個(gè)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、CPU耗時(shí)少、關(guān)注多的任務(wù)加入勻整控制中斷中處理，而運(yùn)算相對(duì)耗時(shí)但實(shí)時(shí)性弱、關(guān)注少的波譜分析FFT(快速傅立葉變換)運(yùn)算任務(wù)放在中斷外程序執(zhí)行，因?yàn)檎Ｉa(chǎn)時(shí)關(guān)注較多的是輸出棉條實(shí)時(shí)厚度和CV值信息，波譜圖監(jiān)視較少，所以計(jì)算輸出棉條實(shí)時(shí)厚度和CV值的運(yùn)算一直進(jìn)行，而獲得波譜圖的運(yùn)算只在要求時(shí)進(jìn)行，這樣勻整控制的實(shí)時(shí)性(基本)不受影響，而且相比于傳統(tǒng)的基于DOS系統(tǒng)的勻整控制單級(jí)中斷系統(tǒng)，人機(jī)界面交互的速度提高了，操作指令響應(yīng)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)刷新更快了。
本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程如下機(jī)器運(yùn)行過程中，喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)等位移間隔地發(fā)出脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)AD模塊中的分頻器分頻后不斷地觸發(fā)AD模塊對(duì)通過喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的棉條進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入AD模塊的FIFO緩存，每次進(jìn)入自調(diào)勻整控制中斷，CPU模塊集中讀取緩存在AD模塊FIFO中的數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波處理后獲得喂入棉條的厚度波動(dòng)情況，結(jié)合從計(jì)數(shù)模塊獲得的喂入棉條實(shí)際速度，通過一定的勻整算法，獲得喂入棉條速度調(diào)節(jié)量，通過CAN模塊送到喂入棉條拖動(dòng)伺服控制器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)調(diào)速，這樣就實(shí)現(xiàn)了自調(diào)勻整控制；輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)等位移間隔地發(fā)出脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)AD模塊中的分頻器分頻后不斷地觸發(fā)AD模塊對(duì)通過輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的棉條進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入AD模塊的FIFO緩存，每次進(jìn)入自調(diào)勻整控制中斷，CPU模塊集中讀取緩存在AD模塊FIFO中的數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波處理后，采用一定算法獲得輸出棉條的厚度和CV值，通過CAN模塊送到人機(jī)界面顯示，當(dāng)要求獲得輸出棉條的波譜圖時(shí)，在中斷外對(duì)經(jīng)過濾波處理后、連續(xù)的若干個(gè)輸出棉條厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析，獲得波譜數(shù)據(jù)，通過CAN模塊送到人機(jī)界面顯示，這樣就實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明的有益效果是在幾乎不增加硬件成本的條件下實(shí)現(xiàn)了自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)的無縫集成，較傳統(tǒng)自調(diào)勻整控制系統(tǒng)，棉條厚度采樣緩存技術(shù)提高了檢測(cè)精度進(jìn)而提高了勻整精度，在線監(jiān)測(cè)功能配合自調(diào)勻整功能可以自動(dòng)整定自調(diào)勻整開環(huán)控制器的延時(shí)，整定過程自動(dòng)化水平高、精度高，高精度的延時(shí)控制又能提高勻整精度，應(yīng)用該系統(tǒng)的并條機(jī)在600米每分鐘的出條速度下，輸出棉條1米和5米CV值分別穩(wěn)定在1％和0.62％附近；多級(jí)中斷技術(shù)加快了人機(jī)交互的響應(yīng)速度，感覺不到了采用基于DOS的單級(jí)中斷方式下的響應(yīng)緩慢現(xiàn)象，以快速數(shù)字量CAN代替模擬量通訊控制伺服電機(jī)，在保證實(shí)時(shí)性的前提下解決了困擾模擬量通訊的干擾問題；在線監(jiān)測(cè)功能可以在人機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示輸出棉條的厚度、CV值曲線，簡潔明晰，而且可以在質(zhì)量超差時(shí)以聲音和動(dòng)畫等多媒體形式報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量、提高了工廠自動(dòng)化水平，在生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)波譜圖可協(xié)助故障快速定位，提高了故障診斷智能化水平。


圖1本發(fā)明用于并條機(jī)時(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2本發(fā)明AD模塊示意圖具體實(shí)施方式
本實(shí)施例包括控制計(jì)算機(jī)、信號(hào)檢測(cè)部分、輸出執(zhí)行部分、人機(jī)界面和控制監(jiān)測(cè)部分五部分；控制計(jì)算機(jī)由研華公司的PCI6871半長CPU板(主頻400MHZ，內(nèi)存64M，外存CF卡32M)、含有兩個(gè)獨(dú)立端口的PCI 1680通訊卡、PCI 1784四軸正交計(jì)數(shù)卡和PCI 1710系列數(shù)據(jù)采集卡組成，信號(hào)檢測(cè)部分的喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)所用傳感器為Micro-Epsilon公司的電渦流式傳感器，信號(hào)檢測(cè)部分喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)所用編碼器為Delta公司的旋轉(zhuǎn)編碼器，輸出執(zhí)行部分喂入棉條拖動(dòng)采用Parker公司的AT6400系列伺服控制器和相匹配的伺服電機(jī)，輸出執(zhí)行部分輸出棉條拖動(dòng)采用Schneider公司的Altivar系列變頻器和相匹配的變頻電機(jī)，人機(jī)界面為Digital公司的GP系列可編程人機(jī)界面。
如圖1所示，所述的控制計(jì)算機(jī)1包括CPU模塊5、CAN模塊6、計(jì)數(shù)模塊7和AD模塊8，它們通過PCI總線相連；CAN模塊6用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面4與CPU模塊5、變頻器10與CPU模塊5、伺服控制器9與CPU模塊5之間的通訊，CAN模塊6含有兩個(gè)通訊口，一個(gè)與人機(jī)界面4的CAN通訊口以及變頻器10的CAN通訊口相并聯(lián)，另一個(gè)與伺服控制器9的CAN通訊口相連；因?yàn)镃PU模塊5和變頻器10之間的通訊只在啟、停階段才有，所以CPU模塊5發(fā)給變頻器10的速度信號(hào)、從人機(jī)界面4到CPU模塊5的操作指令以及從CPU模塊5到人機(jī)界面4上需要顯示的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過一條CAN總線傳輸；在每個(gè)控制周期，CPU模塊5發(fā)給伺服控制器9的調(diào)速信號(hào)通過另一條CAN總線傳輸，采用兩條CAN總線避免了通訊沖突導(dǎo)致的延時(shí)和控制紊亂；用數(shù)字量(CAN通訊)代替模擬量(DA)向伺服控制器發(fā)送調(diào)速信號(hào)解決了困擾模擬量通訊的干擾問題，精度和可靠性高，而且通訊采用短幀(長度11字節(jié))快速(1Mbps)方式，實(shí)時(shí)性可以保證；計(jì)數(shù)模塊7用兩個(gè)16位計(jì)數(shù)器通道，一路接喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器14，另一路接輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器15，用于測(cè)速和開環(huán)控制器延時(shí)控制；AD模塊8有兩個(gè)獨(dú)立的通道，一路接喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的電渦流傳感器13，另一路接輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的電渦流傳感器16，相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào)分別接喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器14和輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器15。
如圖2所示，所述的AD模塊采用了基于FIFO的高速采樣緩存技術(shù)，從喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)電渦流傳感器來的模擬量電壓信號(hào)經(jīng)放大器23(PGIA)進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器22(AD574)，從喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)編碼器來的脈沖信號(hào)經(jīng)分頻器24(82C54)分頻后接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器22的模數(shù)轉(zhuǎn)換觸發(fā)針腳，分頻器可軟件設(shè)定，采樣間隔長度設(shè)定方便，在初使化完成后，主機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中等位移間隔地產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)按順序進(jìn)入FIFO緩存21(雙端口RAM，1K大小)待CPU集中讀取處理。
所述的控制監(jiān)測(cè)部分在一個(gè)CPU上實(shí)現(xiàn)了自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)功能，在控制策略上采用了基于DOS實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多級(jí)中斷技術(shù)，軟件有主程序、控制中斷程序和通訊中斷程序三大塊，控制中斷的優(yōu)先級(jí)高于通訊中斷；系統(tǒng)上電后，在主程序內(nèi)首先初使化相關(guān)硬件，使之能正常工作，然后依次安裝通訊中斷和勻整控制中斷，接著主程序進(jìn)入一個(gè)循環(huán)當(dāng)中，循環(huán)中的主要任務(wù)是在線監(jiān)測(cè)波譜分析；控制中斷由喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的脈沖經(jīng)分頻后得到的方波信號(hào)觸發(fā)，控制中斷中的任務(wù)主要有兩個(gè)，一個(gè)為實(shí)現(xiàn)自調(diào)勻整控制功能的喂入棉條厚度、速度檢測(cè)，勻整運(yùn)算和輸出執(zhí)行，另一個(gè)為實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)功能的輸出棉條厚度、速度檢測(cè)和出條厚度、CV值運(yùn)算；通訊中斷由人機(jī)界面的通訊請(qǐng)求數(shù)據(jù)觸發(fā)，通訊中斷的任務(wù)為從人機(jī)界面接受參數(shù)設(shè)置值、控制指令和向人機(jī)界面?zhèn)魉驮诰€監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及其它需要顯示的設(shè)備信息，通訊采用CAN高速(1Mbps)短幀(11字節(jié)長)方式，速率高，可靠性強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括控制計(jì)算機(jī)、信號(hào)檢測(cè)部分、輸出執(zhí)行部分、人機(jī)界面，其特征在于，還包括控制監(jiān)測(cè)部分；信號(hào)檢測(cè)部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于獲得自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)的輸入信號(hào)；輸出執(zhí)行部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于自調(diào)勻整控制輸出執(zhí)行；人機(jī)界面連接到控制計(jì)算機(jī)，用于在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示；控制監(jiān)測(cè)部分運(yùn)行于控制計(jì)算機(jī)，一方面通過信號(hào)檢測(cè)部分實(shí)時(shí)獲得喂入棉條的厚度和速度信息，采用勻整算法，獲得喂入棉條速度的調(diào)節(jié)量，通過輸出執(zhí)行部分送出以實(shí)現(xiàn)自調(diào)勻整控制；另一方面通過信號(hào)檢測(cè)部分實(shí)時(shí)采集輸出棉條的厚度和速度信息，經(jīng)過運(yùn)算獲得輸出棉條的厚度、CV值和波譜圖等信息送到人機(jī)界面顯示，并在質(zhì)量超差時(shí)以聲音、動(dòng)畫等多媒體形式報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)，以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的控制計(jì)算機(jī)，包括CPU模塊、CAN模塊、計(jì)數(shù)模塊和AD模塊，這些模塊通過計(jì)算機(jī)總線相連。
3.如權(quán)利要求1所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的信號(hào)檢測(cè)部分，包括喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)；喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由喂棉喇叭口和電渦流傳感器組成，將喂入棉條厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓信號(hào)，連接到控制計(jì)算機(jī)的AD模塊，用于獲得喂入棉條厚度；輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由凹凸羅拉和電渦流傳感器組成，將輸出棉條厚度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓信號(hào)，連接到控制計(jì)算機(jī)的AD模塊，用于獲得輸出棉條厚度；喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由喂棉羅拉和旋轉(zhuǎn)編碼器組成，將喂入棉條位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，既連接到計(jì)數(shù)模塊用于喂入棉條計(jì)長測(cè)速，又連接到AD模塊用于喂入棉條厚度檢測(cè)采樣觸發(fā)；輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)由牽伸羅拉和旋轉(zhuǎn)編碼器組成，將輸出棉條位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，既連接到計(jì)數(shù)模塊用于輸出棉條計(jì)長測(cè)速，又連接到AD模塊用于輸出棉條厚度檢測(cè)采樣觸發(fā)。
4.如權(quán)利要求1所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的輸出執(zhí)行部分包括喂入棉條拖動(dòng)和輸出棉條拖動(dòng)；喂入棉條拖動(dòng)由伺服電機(jī)和伺服控制器組成，伺服控制器連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊；輸出棉條拖動(dòng)由變頻電機(jī)和變頻器組成，變頻器連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的人機(jī)界面使用工業(yè)可編程人機(jī)界面，連接到控制計(jì)算機(jī)的CAN模塊。
6.如權(quán)利要求2或者3所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的AD模塊從喂入棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)獲得的模擬量電壓信號(hào)通過放大器放大后進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)喂入棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和(或)輸出棉條速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)分頻器分頻后作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào)，轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)按照先進(jìn)先出的原則自動(dòng)進(jìn)入FIFO緩存，F(xiàn)IFO緩存的大小確定以在CPU批量讀取其中的數(shù)據(jù)前，其中數(shù)據(jù)不溢出并留一定余量為原則。
7.如權(quán)利要求1所述的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的控制監(jiān)測(cè)部分在同一個(gè)CPU上完成自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)功能，在控制策略采用了基于DOS實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多級(jí)中斷技術(shù)，勻整控制優(yōu)先級(jí)高于人機(jī)界面通訊，在線監(jiān)測(cè)功能中的棉條厚度和CV值運(yùn)算任務(wù)加入勻整控制中斷中處理，一直進(jìn)行，在線監(jiān)測(cè)功能中的波譜分析FFT運(yùn)算任務(wù)放在中斷外程序處理，只在要求時(shí)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域的一體化的自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。信號(hào)檢測(cè)部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于獲得自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)的輸入信號(hào)；輸出執(zhí)行部分連接到控制計(jì)算機(jī)，用于自調(diào)勻整控制輸出執(zhí)行；人機(jī)界面連接到控制計(jì)算機(jī)，用于在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示；控制監(jiān)測(cè)部分運(yùn)行于控制計(jì)算機(jī)，協(xié)調(diào)信號(hào)檢測(cè)部分、輸出執(zhí)行部分和人機(jī)界面工作，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自調(diào)勻整控制和在線監(jiān)測(cè)功能；本發(fā)明大大提高了采樣精度和CPU的效率，提高了自調(diào)勻整控制的精度，在質(zhì)量超差時(shí)以聲音和動(dòng)畫等多媒體形式報(bào)警或自動(dòng)停機(jī)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量、提高了工廠自動(dòng)化水平，提高了故障診斷智能化水平。
文檔編號(hào)D01G15/36GK1928751SQ20061011602
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者張貴寶, 李從心, 張秋涓, 袁方 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)