專利名稱：一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，屬于紡織機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在紡織業(yè)，如果織造用的紗線張力不均，就不能共同承擔(dān)外力，從而造成紗線強度降低，影響紗線制品的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對紗線的張力進行平穩(wěn)、定值控制成為能否保證紗線制品質(zhì)量和提聞生廣效率的關(guān)鍵問題。目前市場上的紗線張力測控系統(tǒng)不具斷絲報警功能，一旦系統(tǒng)中的紗線斷絲或卡絲，系統(tǒng)都無法第一時間得到反饋信號，造成紗線張力不均，嚴重影響紗線及其制品的質(zhì)量。有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，開發(fā)出一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能進行實施監(jiān)控、穩(wěn)定性好的具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，包括張力傳感器、CPU、力矩電動機、控制器、放大器、多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、功放器、上位計算機和斷絲報警模塊，其中張力傳感器的輸入端連接絲卷上的紗線，輸出端連接放大器，放大器將壓力傳感器的信號放大后經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器，到達CPU，CPU將接收到的張力信號與設(shè)定值進行PID運算，再將控制信號依次通過控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和功放器，最后到達力矩電動機，力矩電動機根據(jù)控制信號作用與絲卷，使絲卷上的紗線張力恒定。斷絲報警模塊連接CPU的輸出端，CPU通過串口通訊與上位計算機相連，接收上位計算機發(fā)送的紗線張力設(shè)定值，同時，CPU也向上位計算機發(fā)送實際紗線張力測量結(jié)果，便于質(zhì)量跟蹤。
所述紗線張力測控系統(tǒng)包括若干個CPU，每個CPU連接有若干個張力傳感器、放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、功放器以及力矩電動機。所述CPU采用AT89C52單片機，是整個張力測控系統(tǒng)的運算和控制中心，按照增量式PID控制算法，采用匯編語言編寫控制程序。所述CPU還包括一外置存儲器，用于存儲系統(tǒng)設(shè)定的各個絲卷上紗線的張力值、各個通道的PID控制參數(shù)以及其它一些參數(shù)。上位計算機與各個CPU采用RS232通訊方式。所述力矩電動機采用無刷直流伺服電機，其單錠倒筒機構(gòu)由內(nèi)置小電腦單獨控制，倒筒轉(zhuǎn)速1600轉(zhuǎn)/分。所述斷絲報警模塊采用聲光報警，聲音提示采用蜂鳴器，光報警采用數(shù)碼管閃爍顯示的方式。當紗線張力測控系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)斷絲即纖維過松，此時測量所得的張力值小于設(shè)定的閾值下限，CPU立即向斷絲報警模塊發(fā)出控制信號，斷絲報警模塊隨即作出反饋進行聲音提示和數(shù)碼管閃爍，提醒操作員系統(tǒng)出現(xiàn)故障。同理，當紗線纏繞卡絲時，測量所得的張力值大于設(shè)定的閾值上限，CPU和斷絲報警模塊同樣也會立即進行聲光報警提醒操作員。上述紗線張力測控系統(tǒng) 運行時，首先通過各個張力傳感器實時測量并顯示各個與與之相連的絲卷紗線的張力，各個放大器將對應(yīng)連接的張力傳感器信號放大后經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器到達A/D轉(zhuǎn)換器，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，接著將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給CPU，CPU將接收到的張力信號與上位計算機發(fā)送的設(shè)定值進行PID運算后，如果得到的張力值在閥值的上下限內(nèi)，則通過控制器發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器，由D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬控制電壓信號，再由功放器放大后制動直流力矩電動機，讓其恒定運轉(zhuǎn)，提供恒定的阻力矩，從而穩(wěn)定絲卷紗線上的張力大小，如果CPU接收到的張力值小于閥值下限或大于閥值上限，則通知斷絲報警模塊進行聲光報警。整個系統(tǒng)實行閉環(huán)反饋控制，先采用張力傳感器進行信號采集，然后再通過CPU控制力矩電動機的阻力矩來穩(wěn)定紗線上的張力，每個筒管在卷繞紗線的過程中，都會自動跟蹤檢測，隨著紗線層直徑的增大，轉(zhuǎn)速逐步減小，從而達到從里到外，紗線線速度始終一致；同時采用斷絲聲光報警模塊，對斷絲或卡絲現(xiàn)象進行實時報警；也保證了紗線張力始終一致，保證紗線品質(zhì)；上述紗線張力測控系統(tǒng)適用于卷繞機、絡(luò)筒機、整經(jīng)機、包覆絲機以及其他需要控制紗線張力的設(shè)備及機械，可以對每根運行中的各類紗線測試其動態(tài)張力，并在張力低于或超過設(shè)定值時立即進行動態(tài)調(diào)整，這樣就把張力波動控制在用戶要求的范圍內(nèi)，達到紡織行業(yè)規(guī)定的各項指標，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且，還將各個CPU用串行通信的方式與上位機計算機連在一起，實現(xiàn)對各個CPU的設(shè)置、控制和數(shù)據(jù)的處理、顯示，從而同步使用和控制一組紗線張力自動測控系統(tǒng)。此外，采用無刷直流伺服電機并進行了優(yōu)化設(shè)計，每錠采用特殊電機驅(qū)動，單錠電機功率約20W左右，空載運行功率凈10W，使整個系統(tǒng)節(jié)能省電。以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。


圖I為本實施例紗線張力測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，包括8個張力傳感器I、I個CPU2、8個力矩電動機3、I個控制器4、8個放大器5、I個多路轉(zhuǎn)換器6、1個A/D轉(zhuǎn)換器
7、8個D/A轉(zhuǎn)換器8、8個功放器9、I個上位計算機11和I個斷絲報警模塊13，其中各個張力傳感器I的輸入端分別連接與之相連的絲卷10上的紗線，輸出端連接對應(yīng)的放大器5，放大器5將壓力傳感器I的信號放大后經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器6和A/D轉(zhuǎn)換器7，到達CPU2，CPU2將接收到的張力信號與設(shè)定值進行PID運算，再將控制信號依次通過控制器4后，分別傳輸給各個對應(yīng)的D/A轉(zhuǎn)換器8和功放器9，最后到達力矩電動機3，力矩電動機3根據(jù)控制信號作用于與之相連的絲卷10，使絲卷10上的紗線張力恒定。斷絲報警模塊13連接CPU2的輸出端，CPU2通過串口通訊與上位計算機11相連，接收上位計算機11發(fā)送的紗線張力設(shè)定值，同時，CPU2也向上位計算機11發(fā)送實際紗線張力測量結(jié)果，便于質(zhì)量跟蹤。所述紗線測控系統(tǒng)包括若干個CPU2，每個CPU2連接有多個張力傳感器I。在本實施例中，紗線測控系統(tǒng)包括I個CPU2，每個CPU2連接8個張力傳感器I。所述CPU2采用AT89C52單片機，是整個張力測控系統(tǒng)的運算和控制中心，按照增量式PID控制算法，采用匯編語言編寫控制程序。
所述CPU2還包括一外置存儲器12，用于存儲系統(tǒng)設(shè)定的各個絲卷10上紗線的張力值、各個通道的PID控制參數(shù)以及其它一些參數(shù)。本實施例采用EEPR0M2864作為CPU2外置存儲器12。上位計算機11與CPU2之間采用RS232通訊方式。所述力矩電動機3采用無刷直流伺服電機，其單錠倒筒機構(gòu)由內(nèi)置小電腦單獨控制，倒筒轉(zhuǎn)速1600轉(zhuǎn)/分，若紗線牢度足夠，轉(zhuǎn)速可達5000轉(zhuǎn)/分。所述斷絲報警模塊13采用聲光報警，聲音提示采用蜂鳴器，光報警采用數(shù)碼管閃爍顯示的方式。當紗線張力測控系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)斷絲即纖維過松，此時測量所得的張力值小于設(shè)定的閾值下限，CPU2立即向斷絲報警模塊13發(fā)出控制信號，斷絲報警模塊13隨即作出反饋進行聲音提示和數(shù)碼管閃爍，提醒操作員系統(tǒng)出現(xiàn)故障。同理，當紗線纏繞卡絲時，測量所得的張力值大于設(shè)定的閾值上限，CPU2和斷絲報警模塊13同樣也會立即進行聲光報警提醒操作員。上述紗線張力測控系統(tǒng)運行時，首先通過8個張力傳感器I實時測量并顯示絲卷10紗線的張力，各個放大器5將對應(yīng)連接的張力傳感器I信號放大后經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器6到達A/D轉(zhuǎn)換器7，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，接著將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號發(fā)送給CPU2，CPU2將接收到的張力信號與上位計算機11發(fā)送的設(shè)定值進行PID運算后，如果得到的張力值在閥值的上下限內(nèi)，則通過控制器4發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器8，由D/A轉(zhuǎn)換器8輸出模擬控制電壓信號，再由功放器9放大后制動直流力矩電動機3，讓其恒定運轉(zhuǎn)，提供恒定的阻力矩，從而穩(wěn)定絲卷10紗線上的張力大小。如果CPU2接收到的張力值小于閥值下限或大于閥值上限，則通知斷絲報警模塊13進行聲光報警。上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于包括張力傳感器、CPU、力矩電動機、控制器、放大器、多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、功放器、上位計算機和斷絲報警模塊，其中張力傳感器的輸入端連接絲卷上的紗線，輸出端連接放大器，放大器將壓力傳感器的信號放大后經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器，到達CPU，CPU將接收到的張力信號與設(shè)定值進行PID運算，再將控制信號依次通過控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和功放器，最后到達力矩電動機，力矩電動機根據(jù)控制信號作用于絲卷，使絲卷上的紗線張力恒定；斷絲報警模塊連接在CPU的輸出端，CPU通過串口通訊與上位計算機相連。
2.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述紗線張力測控系統(tǒng)包括若干個CPU，每個CPU連接有若干個張力傳感器、放大器、D/A轉(zhuǎn)換器、功放器以及力矩電動機。
3.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述CPU采用AT89C52單片機。
4.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述CPU還包括一外置存儲器。
5.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于上位計算機與各個CPU采用RS232通訊方式。
6.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述力矩電動機采用無刷直流伺服電機，倒筒轉(zhuǎn)速1600轉(zhuǎn)/分。
7.如權(quán)利要求I所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述斷絲報警模塊采用聲光報警。
8.如權(quán)利要求I或7所述的一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，其特征在于所述斷絲報警模塊聲音提示采用蜂鳴器，光報警采用數(shù)碼管閃爍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有斷絲報警功能的紗線張力測控系統(tǒng)，屬于紡織機械領(lǐng)域，包括張力傳感器、CPU、力矩電動機、控制器、放大器、多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、功放器、上位計算機和斷絲報警模塊，整個系統(tǒng)實行閉環(huán)反饋控制，先采用張力傳感器進行信號采集，然后再通過CPU控制力矩電動機的阻力矩來穩(wěn)定紗線上的張力，同時采用斷絲聲光報警，對斷絲或卡絲現(xiàn)象進行實時報警；保證了紗線張力始終一致，保證紗線品質(zhì)。
文檔編號B65H63/024GK102745551SQ20121024614
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者張新華, 張若煜 申請人:紹興文理學(xué)院