CN100576120C

CN100576120C - 经编机实时双总线控制方法

Info

Publication number: CN100576120C
Application number: CN200810019473A
Authority: CN
Inventors: 谈良春; 蒋国中; 陈龙; 刘勇俊; 唐海波; 赵金利
Original assignee: Changzhou Diba Textile Machinery Co Ltd
Current assignee: Changzhou Diba Textile Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2028-01-15
Also published as: CN101231524A

Abstract

一种经编机实时双总线控制方法，采用两个总线，第一总线分别控制三根经轴、一根牵拉轴和一根主轴的运行，经编指令通过第一总线传送到相应的经轴伺服控制器，由伺服控制器按指令的要求控制伺服电机的转动及实时调整转速，确保三根经轴的喂纱量符合花型的要求；牵拉指令也通过第一总线传送到牵拉轴的伺服控制器，再控制交流伺服电机将织物按花型要求的速度从经编机上牵拉出来；第二总线分别连接计数模块、开关量输入、输出模块；路由器将第一总线、第二总线两个网络互连起来交换信息，人机界面计算机处理信号，完成实时双总线的控制。本发明数据处理快，可靠性高，当某台计算机或模块出现故障时，不会影响到其它控制线路，维修方便，可维护性强。

Description

经编机实时双总线控制方法

技术领域

本发明涉及一种经编机的控制方法，具体地的说是涉及一种采用微机以及双总线对经编机进行实时控制的方法。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，采用微机控制的经编机编织多种花型的织物已相当普遍。它们大多都为集中控制，即用一台计算机来分时控制几根经轴和牵拉轴的转动，凸轮控制梳栉的横向移动距离，主轴带动成圈机构上下、前后移动，从而织出所需花型的各种织物。这种仅用一台计算机的集中控制方法，其制造成本相应较低，但运算能力限制了经编机速度的提高，无法实现高速经编机的实时控制，特别是对于图案、花型较为复杂的高档织物，很难达到工艺要求；同时，当某一系统出现故障，将影响整机的控制，其可靠性、稳定性、可维护性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种经编机分布式的实时双总线的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种经编机的实时双总线控制方法是运用网络及计算机控制经编机的方法，其创新点在于：采用第一总线、第二总线两个总线，第一总线控制第一经轴、第二经轴和第三经轴三根经轴、一根牵拉轴和一根主轴的运行，第一经轴、第二经轴和第三经轴三根经轴分别由各自的第一经轴伺服控制器、第二经轴伺服控制器、第三经轴伺服控制器和第一经轴交流伺服电机、第二经轴交流伺服电机、第三经轴交流伺服电机驱动，经编指令通过第一总线传送到相应的第一经轴伺服控制器、第二经轴伺服控制器、第三经轴伺服控制器，由第一经轴伺服控制器、第二经轴伺服控制器、第三经轴伺服控制器按指令的要求控制第一经轴交流伺服电机、第二经轴交流伺服电机、第三经轴交流伺服电机的转动及实时调整转速，第一经轴交流伺服电机、第二经轴交流伺服电机、第三经轴交流伺服电机驱动各自的第一经轴、第二经轴和第三经轴，确保第一经轴、第二经轴、和第三经轴三根经轴的喂纱量符合花型的要求；牵拉指令也通过第一总线传送到牵拉轴伺服控制器，再控制牵拉轴交流伺服电机将织物按花型要求的速度从经编机上牵拉出来；

第二总线分别连接第一计数模块、第二计数模块、第三计数模块、第四计数模块、第一开关量输入模块、第二开关量输入模块、第三开关量输入模块和开关量输出模块，所述第一开关量输入模块、第二开关量输入模块、第三开关量输入模块和开关量输出模块分别连接相应的操作开关来控制经编机；

路由器将第一总线、第二总线两个网络互连起来交换信息；

人机界面计算机将经编指令经第一总线分别传入第一经轴伺服控制器、第二经轴伺服控制器、第三经轴伺服控制器、牵拉轴伺服控制器以及主轴伺服控制器，再通过各自的计算机分别控制第一经轴、第二经轴、第三经轴三根经轴、一根牵拉轴和一根主轴的运行，同时将指令执行的信息通过第一总线反馈给人机界面计算机并显示出来；第二总线通过第一计数模块、第二计数模块、第三计数模块、第四计数模块反馈安装在第一经轴、第二经轴和第三经轴三根经轴上的第一测长编码器、第二测长编码器和第三测长编码器的实测送经数据，并用它来校正第一经轴、第二经轴、第三经轴的转动速度；执行指令的故障、报警的状态信息也从第一总线反馈到人机界面计算机集中处理，实现高精度的闭环、实时双总线的控制。

作为本发明的一种改进，所述第一总线通过第一经轴伺服控制器连接第一经轴交流伺服电机，所述第一经轴交流伺服电机驱动第一经轴转动；所述第一总线通过第二经轴伺服控制器连接第二经轴交流伺服电机，所述第二经轴交流伺服电机驱动第二经轴转动；所述第一总线通过第三经轴伺服控制器连接第三经轴交流伺服电机，所述第三经轴交流伺服电机驱动第三经轴转动；所述第一总线通过牵拉轴伺服控制器连接牵拉轴交流伺服电机，所述牵拉轴交流伺服电机驱动牵拉轴转动；所述第一总线通过主轴伺服控制器连接主轴电机，所述主轴电机驱动主轴转动。

作为本发明的另一种改进，所述第一开关量输入模块分别连接快车按钮D18、慢车按钮D19、紧急停止按钮D20、停车按钮D21、产量计数器D22、空气开过流保护D23；所述第二开关量输入模块分别连接工作模式选择器D24、纱线张力限定开关D25、测长轮臂限位开关D26、安全绳开关D27、主轴伺服驱动器故障触点D28、主轴伺服驱动器开关D29；所述第三开关量输入模块分别连接油流动检测器D13、油过滤网检测器D14、故障显示D15、主电机过热D16、安全盖开关D17；所述开关量输出模块分别连接油路故障开关D1、故障报警器D2、紧急停止显示D3、准备就绪D4、纱线经轴限位开关D5、油泵启动开关D8、油加热器开关D10、油冷却风机开关D11、断纱检测器D12。所述开关量输入模块、开关量输出模块主要用来操纵机床。

本发明的进一步改进是：所述第一计数模块连接第一经轴的第一测长编码器，所述第二计数模块连接第二经轴的第二测长编码器，所述第三计数模块连接第三经轴的第三测长编码器，所述第四计数模块连接主轴的编码器。所述测长编码器安装在经轴盘头上，由测长编码器测量经轴纱线的喂纱量。

本发明所述的双总线实时控制方法，采用第一总线对快速变化的被控制单元进行分布式的控制，各被控制单元都有计算机分别对本单元的功能进行自动控制；采用第二总线对相对较慢的控制单元进行自动控制；第一总线主要用于向伺服系统高速实时地传输经编指令和返回执行状态，有些执行状态需在人机界面计算机上显示出来，有些还需通过路由器发送给第二总线，并产生输出控制信号。第二总线主要用来操纵机床和传输经轴喂纱量的测量值，经轴实际喂纱量经第二总线传输到路由器，再由路由器送入人机界面计算机、人机界面计算机负责集中管理整个经编机系统、显示相关状态、输入经编程序、下达各种指令。人机界面计算机将由第二总线反馈的经轴实际喂纱量与经编指令相比较，解算出经轴转速的修正值，并通过第一总线下达给相应的经轴伺服控制器，调整该经轴的转速，这种高速实时闭环调节的时间小于千分之一秒，从而形成了由两个总线以及多台计算机组成的集中管理、分布式的实时控制系统，对高速经编机三根经轴，一根牵拉轴以及主轴进行有序的实时双总线控制。它能达到高速经编机3000转/分的要求，高质量编织出复杂图型花样的织物，有效地解决了传统经编机集中式控制方法的实时性差、可靠性低、维护困难、可扩展性差等问题；由于每个控制计算机相对独立，当系统中的某台计算机或模块出现故障时，不会影响到其它控制线路，维修方便，可维护性好。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的一种经编机的实时双总线控制方法的工作框图。

图2为图1中第一总线1的控制框图。

图3为图1中第二总线2的控制框图。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种经编机的实时双总线控制方法，是一种运用网络和计算机控制经编机的方法，它采用第一总线1、第二总线2两个总线、第一总线1采用高速实时总线，控制第一经轴1013、第二经轴1023和第三经1033三根经轴、一根牵拉轴1043和一根主轴1053的运行，第一经轴1013、第二经轴1023和第三经轴1033三根经轴分别由各自的第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031和第一经轴交流伺服电机1012、第二经轴交流伺服电机1022、第三经轴交流伺服电机1032驱动，经编指令通过第一总线1传送到相应的第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031，由第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031按指令的要求控制第一经轴交流伺服电机1012、第二经轴交流伺服电机1022、第三经轴交流伺服电机1032的转动及实时调整转速，第一经轴交流伺服电机1012、第二经轴交流伺服电机1022、第三经轴交流伺服电机1032驱动各自的第一经轴1013、第二经轴1023和第三经轴1033，确保第一经轴1013、第二经轴1023、和第三经轴1033的喂纱量符合花型的要求；牵拉指令也通过第一总线1传送到牵拉轴伺服控制器1041，再控制牵拉轴交流伺服电机1042将织物按花型要求的速度从经编机上牵拉出来；

第二总线2采用中速总线，分别连接第一计数模块201、第二计数模块202、第三计数模块203、第四计数模块204、第一开关量输入模块205、第二开关量输入模块206、第三开关量输入模块207和开关量输出模块208，这些模块连接操纵机床的输入输出设备。信号由这些模块送入第二总线2，再经过路由器4传给人机界面计算机3，由人机界面计算机3处理后发出相关的控制指令。

路由器4将第一总线1、第二总线2两个网络互连起来交换信息。路由器4是根据一定的原则和算法在几个网络地址之间的传输通路中选择一条最佳路由的设备，其功能是将几个不同的网络按照一定的原则和算法在网络地址间选择最佳的通路来传输数据，实现网络的互连。

人机界面计算机3将经编指令经第一总线1分别传入第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031、牵拉轴伺服控制器1041以及主轴伺服控制器1051，再通过各自的计算机分别控制第一经轴1013、第二经轴1023、第三经轴1033、牵拉轴1043和主轴1053的运行，同时将指令执行的信息通过第一总线1反馈给人机界面计算机3并显示出来；第二总线2通过第一计数模块201、第二计数模块202、第三计数模块203反馈安装在第一经轴1013、第二经轴1023和第三经轴1033三根经轴上的第一测长编码器2011、第二测长编码器2021和第三测长编码器2031的实测送经数据，并用它来校正第一经轴1013、第二经轴1023和第三经轴1033的转动速度；执行指令的故障、报警的状态信息也从第一总线1反馈到人机界面计算机3集中处理，实现高精度的闭环、实时双总线的控制。

由图2示出，所述第一总线1通过第一经轴伺服控制器1011连接第一经轴交流伺服电机1012，所述第一经轴交流伺服电机1012驱动第一经轴1013转动；所述高速第一总线1通过第二经轴伺服控制器1021连接第二交流伺服电机1022、所述第二经轴交流伺服电机1022驱动第二经轴1023转动；所述高速第一总线1通过第三经轴伺服控制器1031连接第三经轴交流伺服电机1032，所述第三经轴交流伺服电机1032驱动第三经轴1033转动；所述高速第一总线1通过牵拉轴伺服控制器1041连接牵拉轴交流伺服电机1042，所述牵拉轴交流伺服电机1042驱动牵拉轴1043转动；所述第一总线1通过主轴伺服控制器1051连接主轴电机1052，所述主轴电机1052驱动主轴1053转动。

从图3可以看出，所述第一开关量输入模块205分别连接快车按钮D18、慢车按钮D19、紧急停止按钮D20、停车按钮D21、产量计数器D22、空气开关过流保护D23；所述第二开关量输入模块206分别连接工作模式选择器D24、纱线张力限定开关D25、测长轮臂限位开关D26、安全绳开关D27、主轴伺服控制器故障触点D28、主轴伺服控制器开关D29。所述第三开关量输入模块207分别连接油流动检测器D13、油过滤网检测器D14、故障显示D15、主电机过热D16、安全盖开关D17。

所述开关量输出模块208分别连接油路故障开关D1、故障报警器D2、紧急停止显示D3、准备就绪D4、纱线经轴限位开关D5、油泵启动开关D8、油加热器开关D10、油冷却风机开关D11、断纱检测器D12。

所述第一计数模块201连接第一经轴1013的第一测长编码器2011，所述第二计数模块202连接第二经轴1023的第二测长编码器2021，所述第三计数模块203连接第三经轴1033的第三测长编码器2031，所述第四计数模块204连接主轴1053的编码器2041。

本控制方法的工作原理：

根据织物花型，将所设计的程序预先输入到人机界面计算机3上。准备信号显示出来以后，按下快车按钮D18，主轴伺服控制器1051控制主轴电机1052驱动主轴1053转动；在主轴1053启动的同时，人机界面计算机3通过第一总线1将控制各经轴、牵拉轴的指令分别送入第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031、牵拉轴伺服控制器1041，并由第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031、牵拉轴伺服控制器1041控制相应的第一经轴交流伺服电机1012、第二经轴交流伺服电机1022、第三经轴交流伺服电机1032、牵拉轴交流伺服电机1042，所述第一经轴交流伺服电机1012、第二经轴交流伺服电机1022、第三经轴交流伺服电机1032驱动相应的第一经轴1013、第二经轴1023、第三经轴1033、牵拉轴1043按指令速度转动；同时，第一经轴1013、第二经轴1023、第三经轴1033及牵拉轴1043把实际运行状态信息实时地反馈给各自的第一经轴伺服控制器1011、第二经轴伺服控制器1021、第三经轴伺服控制器1031、牵拉轴伺服控制器1041，经第一总线1送入人机界面计算机3，并显示相应的状态。伺服控制器的故障信息也通过第一总线1反馈给人机界面计算机3，经处理后，人机界面计算机3通过路由器4将伺服故障信息发送到第二总线2，在第二总线2上的相应开关量输入、输出模块发出故障停机信号，实现停机待修状态。通过安装在经轴盘头上的第一测长编码器2011、第二测长编码器2021、第三测长编码器2031分别将它们反馈的第一经轴1013、第二经轴1023和第三经轴1033三根经轴的实际喂纱量信息传送给第二总线2上的第一计数模块201、第二计数模块202、第三计数模块203通过第二总线2将这些反馈信息又传输给人机界面计算机3，反馈信息与输入程序相比较后，人机界面计算机3发出各轴转速的修正指令，通过第一总线1又传输给相应的伺服控制器，对经轴转速进行修正，实现高精度地控制经轴的送经速度，从而完成经编机的实时双总线控制。

操作过程如下：

当准备信号显示出来后，它表示紧急停止按钮D20、故障报警D2、主轴伺服驱动器故障D28、安全绳索开关D27等信号都正常，这时按下快车按钮D18，第一开关量输入模块205得到启动工作信号并传给第二总线2，第二总线2通过路由器4送入人机界面计算机3，启动经编程序并向第一总线1发出相应的启动指令。

当快车按钮D18或慢车按钮D19启动时，如果出现紧急停止或故障报警、主轴伺服驱动器故障、安全绳索开关、空开过流保护中的任一个信号时，该信号传入开关量输入模块205或206或207，通过第二总线2、路由器4传入人机界面计算机3，信号经过处理后经编机立刻停机。

当任意一个空气开关打开时，经编机都不能启动，只有当所有的空气开关都闭合后，经编机才可以正常地开机。

当纱线张力过大时，信号会通过第二开关量输入模块206、经过第二总线2、路由器4，显示在人机界面计算机3上，经过信号处理，判断此张力是否超过界限，如果超过界限则立即停机。

当有人违章，安全绳则由正常工作状态转变为非正常工作状态，经编机会自动停车，此时故障报警开关D2接通，发出报警。

只有检测到主轴伺服控制器1051工作正常后才能开车。在开车以后，当主轴伺服控制器1051发生故障时，主轴伺服控制器故障触点D28接通，信号通过第二总线2、路由器4传入人机界面计算机3，经过处理后经编机立刻停机。

本发明采用集中管理分布式的控制方法，人机界面计算机3负责集中管理经编机系统，而数据处理分散到各台专业控制计算机上，故处理数据效率高；进行数据交换是采用高速实时总线Ethernet Power Link，故具有较高的性能；由于控制系统具有实时性，完全可以满足高速经编机3000转/分的要求；因为每个控制计算机都相对独立，当系统中的某台机算机或模块出现故障时，不会影响到其它计算机或模块，维修方便，可维护性强；系统可扩展性好，为设备升级提供了开放式的平台。

本发明的第一总线1推荐采用IEEE802.3的CSMA/CD协议，传输速率为100Mbps。第二总线2为中速，传输速率为2Mbps，可以选用奥地利贝加莱公司开发的X2X总线。

Claims

1、一种经编机的实时双总线控制方法，运用网络及计算机控制经编机的方法，其特征在于：

采用第一总线(1)、第二总线(2)两个总线，第一总线(1)控制第一经轴(1013)、第二经轴(1023)和第三经轴(1033)三根经轴、一根牵拉轴(1043)和一根主轴(1053)的运行，第一经轴(1013)、第二经轴(1023)和第三经轴(1033)三根经轴分别由各自的第一经轴伺服控制器(1011)、第二经轴伺服控制器(1021)、第三经轴伺服控制器(1031)和第一经轴交流伺服电机(1012)、第二经轴交流伺服电机(1022)、第三经轴交流伺服电机(1032)驱动，经编指令通过第一总线(1)传送到相应的第一经轴伺服控制器(1011)、第二经轴伺服控制器(1021)、第三经轴伺服控制器(1031)，由第一经轴伺服控制器(1011)、第二经轴伺服控制器(1021)、第三经轴伺服控制器(1031)按指令的要求控制第一经轴交流伺服电机(1012)、第二经轴交流伺服电机(1022)、第三经轴交流伺服电机(1032)的转动及实时调整转速，第一经轴交流伺服电机(1012)、第二经轴交流伺服电机(1022)、第三经轴交流伺服电机(1032)驱动各自的第一经轴(1013)、第二经轴(1023)和第三经轴(1033)，确保第一经轴(1013)、第二经轴(1023)、和第三经轴(1033)三根经轴的喂纱量符合花型的要求；牵拉指令也通过第一总线(1)传送到牵拉轴伺服控制器(1041)，再控制牵拉轴交流伺服电机(1042)将织物按花型要求的速度从经编机上牵拉出来；

第二总线(2)分别连接第一计数模块(201)、第二计数模块(202)、第三计数模块(203)、第四计数模块(204)、第一开关量输入模块(205)、第二开关量输入模块(206)、第三开关量输入模块(207)和开关量输出模块(208)，所述第一开关量输入模块(205)、第二开关量输入模块(206)、第三开关量输入模块(207)和开关量输出模块(208)分别连接相应的操作开关来控制经编机；

路由器(4)将第一总线(1)、第二总线(2)两个网络互连起来交换信息；

人机界面计算机(3)将经编指令经第一总线(1)分别传入第一经轴伺服控制器(1011)、第二经轴伺服控制器(1021)、第三经轴伺服控制器(1031)、牵拉轴伺服控制器(1041)以及主轴伺服控制器(1051)，再通过各自的计算机分别控制第一经轴(1013)、第二经轴(1023)、第三经轴(1033)、牵拉轴(1043)和主轴(1053)的运行，同时将指令执行的信息通过第一总线(1)反馈给人机界面计算机(3)并显示出来；第二总线(2)通过第一计数模块(201)、第二计数模块(202)、第三计数模块(203)、第四计数模块(204)反馈安装在第一经轴(1013)、第二经轴(1023)和第三经轴(1033)三根经轴上的第一测长编码器(2011)、第二测长编码器(2021)和第三测长编码器(2031)的实测送经数据，并用它来校正第一经轴(1013)、第二经轴(1023)、第三经轴(1033)的转动速度；执行指令的故障、报警的状态信息也从第一总线(1)反馈到人机界面计算机(3)集中处理，实现高精度的闭环、实时双总线的控制。

2、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一总线(1)通过第一经轴伺服控制器(1011)连接第一经轴交流伺服电机(1012)，所述第一经轴交流伺服电机(1012)驱动第一经轴(1013)转动。

3、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一总线(1)通过第二经轴伺服控制器(1021)连接第二经轴交流伺服电机(1022)，所述第二经轴交流伺服电机(1022)驱动第二经轴(1023)转动。

4、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一总线(1)通过第三经轴伺服控制器(1031)连接第三经轴交流伺服电机(1032)，所述第三经轴交流伺服电机(1032)驱动第三经轴(1033)转动。

5、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一总线(1)通过牵拉轴伺服控制器(1041)连接牵拉轴交流伺服电机(1042)，所述牵拉轴交流伺服电机(1042)驱动牵拉轴(1043)转动；所述第一总线(1)通过主轴伺服控制器(1051)连接主轴电机(1052)，所述主轴电机(1052)驱动主轴(1053)转动。

6、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一开关量输入模块(205)分别连接快车按钮D18、慢车按钮D19、紧急停止按钮D20、停车按钮D21、产量计数器D22、空气开关过流保护D23；所述第二开关量输入模块(206)分别连接工作模式选择器D24、纱线张力限定开关D25、测长轮臂限位开关D26、安全绳开关D27、主轴伺服控制器故障触点D28、主轴伺服控制器开关D29。

7、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第三开关量输入模块(207)分别连接油流动检测器D13、油过滤网检测器D14、故障显示D15、主电机过热D16、安全盖开关D17。

8、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述开关量输出模块(208)分别连接油路故障开关D1、故障报警器D2、紧急停止显示D3、准备就绪D4、纱线经轴限位开关D5、油泵启动开关D8、油加热器开关D10、油冷却风机开关D11、断纱检测器D12。

9、根据权利要求1所述的经编机的实时双总线控制方法，其特征在于：所述第一计数模块(201)连接第一经轴(1013)的第一测长编码器(2011)，所述第二计数模块(202)连接第二经轴(1023)的第二测长编码器(2021)，所述第三计数模块(203)连接第三经轴(1033)的第三测长编码器(2031)，所述第四计数模块(204)连接主轴(1053)的编码器(2041)。