細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組以及與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器組包括多臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器用于控制一紗錠電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；PLC控制器與所有節(jié)點(diǎn)控制器通訊連接；每一節(jié)點(diǎn)控制器與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。本實(shí)用新型能夠使操作人員能夠及時(shí)了解每一臺(tái)紗錠電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)每一紗錠實(shí)現(xiàn)單臺(tái)控制，減小機(jī)械損耗，提高了控制精度。
【專利說明】細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及紡織技術(shù)，尤其涉及細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]細(xì)紗機(jī)是紡紗的主要機(jī)器，細(xì)紗的產(chǎn)量、質(zhì)量是紡紗工藝各道工序優(yōu)劣的綜合反映。細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)單元是錠子，常以每千錠小時(shí)的產(chǎn)量來衡量細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)水平。每只錠子上所紡的紗會(huì)由于各種原因而斷頭，常以千錠小時(shí)發(fā)生的斷頭數(shù)表示斷頭率，斷頭率的高低影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備生產(chǎn)率、細(xì)紗質(zhì)量和車間含塵量。能夠減少斷頭率、節(jié)約能耗，是細(xì)紗機(jī)技術(shù)水平高低的標(biāo)志。
[0003]現(xiàn)有的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)采用的是模擬通訊控制紗錠的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)所有細(xì)紗紗錠進(jìn)行整體控制。此種控制系統(tǒng)主要具有以下缺點(diǎn):
[0004]1.操作人員無法及時(shí)了解每一紗錠電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦某一紗錠電機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)問題，無法得到有效及時(shí)地處理。另外，由于無法進(jìn)行單臺(tái)控制，一旦某一個(gè)紗錠出現(xiàn)問題，無法進(jìn)行單臺(tái)修復(fù)，這樣大大降低了紡紗的效率。另外，由于無法單臺(tái)控制，斷頭率也隨之升高，影響產(chǎn)品質(zhì)量；
[0005]2.這種整體控制采用的是機(jī)械傳動(dòng)，在傳動(dòng)過程中機(jī)械損耗較大；
[0006]3.采用模擬量控制，傳送的電信號(hào)是隨著信號(hào)的大小的變化而變化的，這個(gè)變化的電信號(hào)無論在時(shí)間上或是在幅度上都是連續(xù)的，效率低；另外，控制精度低，控制過程困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種便于操作人員實(shí)時(shí)了解每一臺(tái)紗錠電機(jī)的運(yùn)行信息的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型所要解決的又一技術(shù)問題在于提供一種對(duì)每一紗錠能夠?qū)崿F(xiàn)單臺(tái)控制的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組以及與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器組包括多臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器用于控制一紗錠電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；PLC控制器與所有節(jié)點(diǎn)控制器通訊連接；每一節(jié)點(diǎn)控制器與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
[0010]上述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其中，該細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)包括與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)細(xì)紗機(jī)調(diào)試器，每一細(xì)紗機(jī)調(diào)試器與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
[0011]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.本實(shí)用新型的每臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器能夠?qū)⒓嗗V電機(jī)的運(yùn)行信息，通過通訊總線、節(jié)點(diǎn)控制器上發(fā)到PLC控制器，從而使操作人員能夠及時(shí)了解每一臺(tái)紗錠電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦每臺(tái)紗錠電機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)問題，都能得到有效及時(shí)地處理；細(xì)紗機(jī)調(diào)試器能夠?qū)⑴c每一紗錠電機(jī)相對(duì)應(yīng)的站號(hào)發(fā)送給與該紗錠電機(jī)相對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)控制器，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)紗機(jī)的單臺(tái)控制；
[0013]2.本實(shí)用新型的紗錠電機(jī)采用的是直流無刷電機(jī)，較之交流異步電機(jī)增加了控制效率，從而減小了機(jī)械傳動(dòng)過程中所產(chǎn)生的機(jī)械損耗；
[0014]3.本實(shí)用新型的PLC控制器與節(jié)點(diǎn)控制器之間、細(xì)紗機(jī)調(diào)試器與與其所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)控制器之間以及節(jié)點(diǎn)控制器與其所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)控制器之間均采用的是數(shù)字通訊，與模擬通訊相比，其抗干擾能力強(qiáng)，差錯(cuò)可控，容易加密，上報(bào)故障準(zhǔn)確易解決；
[0015]4.本實(shí)用新型通過細(xì)紗機(jī)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)紗錠電機(jī)的速度閉環(huán)控制，從而能防止細(xì)紗機(jī)因無限速保護(hù)導(dǎo)致電流過大的風(fēng)險(xiǎn)，使速度更精準(zhǔn)更平穩(wěn)，并且能利用PLC控制器實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面；
[0016]5.細(xì)紗機(jī)控制器采用的是嵌入式安裝，直接安裝在紗錠里，節(jié)約了空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的原理框圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)所采用的UART通訊電路的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)所采用的CAN總線接口電路的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作出進(jìn)一步說明。
[0021]請(qǐng)參考圖1。根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)包括PLC控制器1、至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組以及與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器2，每一細(xì)紗機(jī)控制器組包括多臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器4，每一細(xì)紗機(jī)控制器4用于控制一紗錠電機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施方式中，每組細(xì)紗機(jī)控制器組具有36臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器。每臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器嵌入安裝在紗錠內(nèi)，從紗錠的外觀上無法看出。紗錠電機(jī)5為直流無刷電機(jī)。
[0022]PLC控制器I與所有的節(jié)點(diǎn)控制器2均通訊連接；每一節(jié)點(diǎn)控制器2與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器4通訊連接。優(yōu)選地，PLC控制器I通過CAN總線通訊方式與所有的節(jié)點(diǎn)控制器2通訊連接。每一節(jié)點(diǎn)控制器2通過RS-485數(shù)字通訊方式與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器4通訊連接。
[0023]每一紗錠電機(jī)5的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過其對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)控制器4來調(diào)試控制的，細(xì)紗機(jī)控制器4可以控制紗錠電機(jī)5的啟停、正反轉(zhuǎn)以及對(duì)紗錠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)設(shè)定、對(duì)紗錠電機(jī)進(jìn)行故障查詢等。每一細(xì)紗機(jī)控制器4將紗錠電機(jī)5的所有運(yùn)行信息(例如運(yùn)行速度、工作電壓、工作電流等運(yùn)行參數(shù))通過節(jié)點(diǎn)控制器2發(fā)送給PLC控制器1，PLC控制器I能夠在其電腦界面上顯示這些運(yùn)行信息，從而便于操作人員對(duì)每一紗錠電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0024]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，該細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)包括與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3，每一細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器4通訊連接。最好是，每一細(xì)紗機(jī)調(diào)試器通過RS-485數(shù)字通訊方式與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3用于控制細(xì)紗機(jī)控制器4的啟停。細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3將要調(diào)試的那一紗錠電機(jī)5相對(duì)應(yīng)的站號(hào)發(fā)送給與該紗錠電機(jī)相對(duì)應(yīng)的細(xì)紗機(jī)控制器4，(當(dāng)每組細(xì)紗機(jī)控制器組包括36臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器時(shí)，對(duì)應(yīng)的站號(hào)為I到36)，每個(gè)站號(hào)也對(duì)應(yīng)一臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器4，細(xì)紗機(jī)控制器4收到該站號(hào)后對(duì)相應(yīng)的紗錠電機(jī)5進(jìn)行速度控制，從而控制紗錠的運(yùn)轉(zhuǎn)。如果所有的細(xì)紗機(jī)控制器4均沒有收到站號(hào)，36臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器就只能同時(shí)一起停止或者一起運(yùn)行。當(dāng)所有細(xì)紗機(jī)控制器處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，收到站號(hào)的細(xì)紗機(jī)控制器4會(huì)啟動(dòng)并工作，然后對(duì)相應(yīng)的紗錠電機(jī)5進(jìn)行速度控制；當(dāng)所有細(xì)紗機(jī)控制器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，收到站號(hào)的細(xì)紗機(jī)控制器4會(huì)停止。這樣細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3通過直接對(duì)細(xì)紗機(jī)控制器進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一臺(tái)細(xì)紗機(jī)的控制，降低了機(jī)械損耗，提高了紡紗效率。細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3也可以同時(shí)發(fā)送多個(gè)站號(hào)，比如同時(shí)發(fā)送站號(hào)I和2，那么第一臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器和第二臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器收到該站號(hào)后，就分別控制第一紗錠電機(jī)和第二紗錠電機(jī)，而其余的34臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器維持原來的狀態(tài)。
[0025]節(jié)點(diǎn)控制器2主要由單片機(jī)芯片、開關(guān)電源電路、CAN總線接口電路、UART通訊電路及其他輔助電路(如濾波，倒相，普通I/o等等)構(gòu)成，其中單片機(jī)芯片對(duì)開關(guān)電源電路、CAN總線接口電路、UART通訊電路及其他輔助電路起到控制作用。
[0026]細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3主要由單片機(jī)芯片、開關(guān)電源電路、UART通訊電路、顯示屏及按鍵開關(guān)等其他輔助電路(如濾波，倒相，普通I/o等等)構(gòu)成，其中單片機(jī)芯片對(duì)開關(guān)電源電路、UART通訊電路、顯示屏及按鍵開關(guān)等其他輔助電路起到控制作用。顯示屏能夠顯示操作指令以及站號(hào)，用戶可利用按鍵開關(guān)對(duì)站號(hào)進(jìn)行加減選擇。
[0027]細(xì)紗機(jī)控制器4主要由單片機(jī)芯片、開關(guān)電源電路、UART通訊電路、MOS管驅(qū)動(dòng)電路、霍爾電路及其他輔助電路(如濾波，倒相，普通I/O等等)構(gòu)成，其中單片機(jī)芯片對(duì)開關(guān)電源電路、UART通訊電路、MOS驅(qū)動(dòng)電路、霍爾電路及其他輔助電路的控制作用?；魻栯娐酚糜跈z測(cè)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，MOS驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)直流無刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。細(xì)紗機(jī)控制器控制細(xì)紗機(jī)的紗錠電機(jī)5，能分別與節(jié)點(diǎn)控制器2和細(xì)紗機(jī)調(diào)試器3進(jìn)行數(shù)字RS-485通訊。細(xì)紗機(jī)控制器4采用的是嵌入式安裝，與紗錠電機(jī)5 —起安裝在紗錠的底座上。
[0028]本實(shí)用新型的節(jié)點(diǎn)控制器、細(xì)紗機(jī)調(diào)試器和細(xì)紗機(jī)控制器中均采用了 UART通訊電路以實(shí)現(xiàn)RS-485數(shù)字通訊。圖2示出了該UART通訊電路的一個(gè)實(shí)施例。如圖所示，該UART通訊電路采用了 RS-485芯片U9，該RS-485芯片U9采用了單一電源+5V工作，額定電流為300 μ A，采用半雙工通訊方式，它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平的功能。RS-485芯片U9的內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器，RO端和DI端分別為接收器的輸出端和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的UART_RX端和UART_TX端相連即可
;端和DE端分別為接收和發(fā)
送的使能端，當(dāng)H端為邏輯O時(shí)，芯片處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯I時(shí)，芯片處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镽S-485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳TR_EN控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為I ;當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為O。在與單片機(jī)連接時(shí)只需要一個(gè)信號(hào)控制RS-485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻。
[0029]圖3是本實(shí)用新型的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)所采用的CAN總線接口電路的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在PLC控制器I及節(jié)點(diǎn)控制器2中均設(shè)有該CAN總線接口電路。其中，采用了型號(hào)為MCP2551的CAN收發(fā)器芯片U1。電阻R21為上拉電阻，CAN收發(fā)器芯片Ul的TXD端與單片機(jī)管腳連接必須同時(shí)接上拉電阻，一方面，上拉電阻R21保證單片機(jī)中的三極管導(dǎo)通時(shí)輸出低電平，截止時(shí)輸出高電平；另一方面，這也是CAN總線的要求。TXD端的狀態(tài)決定著高、低電平CAN電壓輸入/輸出端CANH、CANL的狀態(tài)。CAN總線規(guī)定，總線在空閑期間應(yīng)呈隱性，即CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的缺省狀態(tài)是隱性，這要求CAN收發(fā)器芯片Ul的TXD端的缺省狀態(tài)為邏輯I (高電平)。為此，必須通過上拉電阻R21確保在不發(fā)送數(shù)據(jù)或出現(xiàn)異常情況時(shí)，TXD端的狀態(tài)為邏輯I (高電平)。CAN總線的末端必須連接I個(gè)120 Ω的電阻，與CMF相連接入120Ω電阻，它們對(duì)總線阻抗匹配有著重要的作用，不可省略。否則，將大大降低總線數(shù)據(jù)通信時(shí)的可靠性和抗干擾性，甚至有可能導(dǎo)致無法通信。為提高接口電路的抗干擾能力，本實(shí)用新型在CAN收發(fā)器芯片Ul的CANH、CANL端與地之間并聯(lián)2個(gè)InF的小電容C3、C4，以濾除總線上的高頻干擾，防止電磁輻射；在CAN收發(fā)器芯片Ul的CANH、CANL端與CAN總線之間各串聯(lián)I個(gè)30 Ω的電阻R22、R23，以限制電流，保護(hù)CAN收發(fā)器芯片Ul免受過流沖擊；在CAN收發(fā)器芯片Ul的電源端VCC與地端GND之間加入I個(gè)100 nF的去耦合電容C2，以降低干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器、至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組以及與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器組包括多臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器，每一細(xì)紗機(jī)控制器用于控制一紗錠電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)； 所述的PLC控制器與所有節(jié)點(diǎn)控制器通訊連接； 每一節(jié)點(diǎn)控制器與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，該細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)包括與該至少一組細(xì)紗機(jī)控制器組一一對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)細(xì)紗機(jī)調(diào)試器，每一細(xì)紗機(jī)調(diào)試器與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
3.如權(quán)利要求2所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的PLC控制器通過CAN總線通訊方式與所有的節(jié)點(diǎn)控制器通訊連接。
4.如權(quán)利要求2所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，每一細(xì)紗機(jī)調(diào)試器通過RS-485數(shù)字通訊方式與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
5.如權(quán)利要求2所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，每一節(jié)點(diǎn)控制器通過RS-485數(shù)字通訊方式與所對(duì)應(yīng)的細(xì)紗控制器組中的所有細(xì)紗機(jī)控制器通訊連接。
6.如權(quán)利要求1所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，每組細(xì)紗機(jī)控制器組具有36臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，每臺(tái)細(xì)紗機(jī)控制器嵌入安裝在紗錠內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的細(xì)紗機(jī)紡紗控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的紗錠電機(jī)為直流無刷電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203376631SQ201320458608
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】仇愛華, 須斌, 卓達(dá), 夏業(yè)中, 胡瓚 申請(qǐng)人:新安乃達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)(上海)有限公司