CN101054750B - 带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统及其控制方法，该控制系统包括多个依次相电连接的电磁选针器、驱动电磁选针器进行提花工作的控制器，每个电磁选针器包括串入并出移位寄存器、与串入并出移位寄存器的并行输出端相电连接的开关元件、设置在每个电磁选针器上的数据检查元件，数据检查单元的并行数据输入端与串入并出移位寄存器的并行输出端相对应连接，所述的数据检查元件的数据输出端与控制器相电连接形成一条反馈通路，由于在电磁选针器与控制器之间建立反馈通路，使得控制器输出到移位寄存器的数据可以通过反馈通路反馈到控制器检查校验，若有错误发生，及时对移位寄存器的数据纠错，大大提高了系统的可靠性和抗干扰性。

Description

带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于纺织机械领域，特别是关于大针数的电子提花机的控制系统。

背景技术

目前的电子提花机的控制系统，如图4所示，包括多个依次相电连接的电磁选针器、驱动这些电磁选针器进行提花工作的控制器，且如附图5所示，在每个电磁选针器上安装有串入并出寄存器、与串入并出寄存器的并行输出端口电连接有开关元件、与开关元件相电连接的执行元件(电磁选针器线圈)(图中未显示)，该开关元件通常为三极管，三极管串联在电源和电磁选针器线圈之间。寄存器的输出端的高电平或者低电平可以控制三极管的导通或者截止，当三极管导通时，线圈得电，电磁选针器动作，当三极管截止时，线圈不得电，电磁选针器没有相应的动作。因此，外部的控制器可以通过向寄存器内的每一位写入不同的数据(0或1)来控制电磁选针器的动作。

在提花机进行每一纬的提花工作时，提花机控制器首先将织造花纹信息送出给电磁选针器，具体地说，是将织造花纹数据送出到电磁选针器上的串入并出移位寄存器。由于电子提花机的针数很多，这些串入并出移位寄存器串联连接在一起，形成一个庞然大物。提花机控制器对这个庞然大物写数据的时候，是没有检查和校验手段的，如果这时有干扰进入，则有可能造成数据错误。对于这些可能存在的错误，提花机控制器既不能发现也不能纠正，只能任凭错误发生。

从概率统计学的角度分析小概率错误可能对提花机造成的影响。假设错误位发生的概率是千万分之一，即0.1ppm，这是一个非常小的值，对于通常的系统能有这么小的错误概率会被认为是高度可靠的系统。例如用于2688针的提花机，配剑杆织机织造，车速为160RPM，这个出错概率可以让织机无错误地运行23分钟，这是一个非常让用户满意的结果。但是这样优秀的出错概率若用于5120针的提花机，配喷气织机织造，车速为600RPM，则这个千万分之一的错误概率意味着平均3.25分钟就会发生一个提花错误，这是纺织厂不能接受的。这么高的出错概率，很可能导致疵布。

这其中的问题在于目前提花机控制器对于电磁选针器的控制，是一种开环控制，即只有输出通路，没有反馈通路。开环控制虽然有简单、经济的优点，但是抗干扰性差是其不可克服的缺点，如果对系统的要求很高，就必须增加反馈通路，变开环控制为闭环控制。大针数、高速度的电子提花机控制系统正是这种要求极高的系统。

发明内容

本发明目的就是为解决现有技术的不足而提供一种适应于大针数、高速度的电子提花机上具有数据校验和数据纠错能力的电子提花机控制系统及其控制方法。

为解决上述技术问题本发明的技术方案为：一种带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统，包括多个依次相电连接的电磁选针器、驱动所述的电磁选针器进行提花工作的控制器，所述的每个电磁选针器包括串入并出移位寄存器、与所述的串入并出移位寄存器的并行输出端相电连接的开关元件、与所述的开关元件相连接的执行元件，且所述的每个串入并出移位寄存器的输出端相串联形成一织造花纹信息输出通路，所述的控制系统还包括一织造花纹信息反馈通路，所述的织造花纹信息反馈通路包括设置在每个电磁选针器上的数据检查元件，所述的数据检查元件相串联连接，每个所述的数据检查元件具有并行数据输入端、数据输出端、控制端、数据存储单元，所述的数据检查单元的并行数据输入端与所述的串入并出移位寄存器的并行输出端相对应连接，所述的数据检查元件的数据输出端与所述的控制器相电连接。

更具体地说，所述的数据检查单元为并入串出移位寄存器。

所述的控制器中还包括一与所述的数据检查元件相电连接用于从所述的并入串出移位寄存器中读取数据的接口电路。

所述的控制器与所述的电磁选针器之间电连接有隔离电路，从而可以提高系统的抗干扰性。

本发明还提供了具有上述技术特征的控制系统的控制方法，该方法包括如下步骤：

①等待允许写操作时序；

②写操作时序到，将存贮的织造花纹信息写入电磁选针器中的串入并出移位寄存器；

③将串入并出移位寄存器中的数据输出到数据检查单元；

④读出并暂存步骤③中数据检查单元的数据；

⑤将所述的步骤④中读到的数据与步骤②中写入的数据进行比较；

⑥若数据相同，则等待输出许可时间到后将串入并出寄存器中的数据输出到执行元件，并进入步骤①准备下一纬提针控制；若数据不相同，则在写数据许可时间之内进入所述的步骤②，重新写数据；

⑦若写数据许可时间到，则不再进行数据纠错，直接输出出错信息。

由于采用了上述的技术方案，本发明的优点为：由于在电磁选针器与控制器之间建立反馈通路，使得控制器输出到移位寄存器的数据可以通过反馈通路反馈到控制器检查校验，若有错误发生，及时对移位寄存器的数据纠错，大大提高了系统的可靠性和抗干扰性。

附图说明

附图1为本发明电子提花机控制系统的电原理框图；

附图2为本发明的电磁选针器的电原理图；

附图3为本发明电子提花机控制系统进行数据校验与数据纠错程序流程图；

附图4为现有技术的电子提花机的电原理框图；

附图5为现有技术的电磁选针器的电原理图。

其中：1、电磁选针器；2、控制器；23、无线数据传输模块；24、非易失性存储器；25、嵌入式微处理器；26、存储机构；27、断电检测电路；28、接口电路；29、存储卡；

3、角度检测器；4、隔离电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

如附图1所示的带有数据校验及纠错的电子提花机控制系统，包括控制器2、输入端与所述的控制器2的输出端相连接的电磁选针器1、输出端与所述的控制器2相电连接的角度检测器3，所述的电磁选针器1用于接收控制器2的输出信号，从而控制提花机进行提花操作；所述的角度检测器3设置在提花机的主传动轴或织机的主传动轴之上，用于获取并输出电子提花机或织机的主轴同步信息，角度检测器3选用角度编码器。

其中，所述的控制器2包括嵌入式微处理器25、与所述的嵌入式微处理器25进行数据交互的存储机构26，所述的存储机构26包括无线数据传输模块23、非易失性存储器24，所述的无线数据传输模块23用于接收原始织造花纹数据，该数据输入到所述的嵌入式微处理器25，嵌入式微处理器25对织造花纹数据进行格式转换后输出到非易失性存储器24中进行保存，从而使得嵌入式微处理器25在进行提花工作的时候，只需从非易失性存储器24中读出转换后的花纹数据输出即可。无线数据传输模块采用ZigBee模块，非易失性存储器24可采用FLASH存储器，该无线数据传输模块23和非易失性存储器24可用存储卡29替换同样可实现上述功能，为了可靠起见，在本实施例中，将无线数据传输模块23、非易失性存储器24和存储卡都设置在控制器2上，它们都可以与嵌入式微处理器25进行数据交互。

由于织机的车速很高，即使配电子提花机，车速也能达到600转/分以上。以车速600转/分为例分析一下这种大针数的电子提花机对寄存器列数据更新的速度要求。在车速600转/分的情况下，每纬周期为100毫秒。织机引纬区间预留为180～200度，约为50～60毫秒，考虑到电磁阀可能的动作延迟及其它因素，则数据更新时间应控制在30毫秒以内。对于5120针的提花机，则数据率为180Kbps，对于12400针的提花机，数据率为360Kbps。如果车速高于600转/分，或者针数大于12400针，则数据率还要提高。因此必需选用高速的嵌入式微处理器来做电子提花机的控制芯片。在本实施例中，选用的是ARM芯片，这是32位芯片，最大时钟60M，流水线指令，本发明的嵌入式微处理器还可以采用数字信号处理器(DSP)。

控制器2还包括断电检测电路27，该断电检测电路27的输出端与所述的嵌入式微处理器25的一输入端相电连接，所述的断电检测电路27用于提示所述的嵌入式微处理器25在意外断电时保存数据，从而以防止在断电的时候可能对系统造成的数据错误。

附图2为电磁选针器的电原理图，包括串入并出移位寄存器U1(SIPO)、三极管阵U2、数据检查单元U3，所述的串入并出移位寄存器U1包括串行输出端SO、串行输入端SI、数据并出许可端OE、移位时钟许可端CE、移位时钟CP、并行数据输出端D0～D7；三极管阵U2为8三极管阵，P0～P7是三极管的集电极输出端；在本实施例中，数据检查单元U3为并入串出移位寄存器，该并入串出移位寄存器U3(PISO)包括串行输出端DO、串行输入端DI、并口数据锁存端IE、移位时钟许可端CE、移位时钟CP、并行数据输入端口I0～I7。

具体电连接关系如下：每个电磁选针器上设置有一个串入并出移位寄存器U1，再将三极管阵的8个基极输入端A0～A7与串入并出移位寄存器U1的并行数据输出端D0～D7一一相电连接，且串入并出移位寄存器U1的并行数据输出端D0～D7与并入串出移位寄存器U3的并行数据输入端I0～I7相电连接，由于每个电磁选针器相依次连接，故将每个电磁选针器上的串入并出移位寄存器相串联，串联的时候第一个串入并出移位寄存器U1的串行输入端SI接控制器的数据输出端，第一个串入并出移位寄存器U1的串行输出端SO接第二个串入并出移位寄存器U1的串行输入端SI，第二个串入并出移位寄存器U1的串行输出端SO接第三个串入并出移位寄存器U1的串行输入端SI，依此类推，组成串入并出移位寄存器列。当多个并入串出移位寄存器U3串联的时候，第一个并入串出移位寄存器U3的DO接第二个并入串出移位寄存器U3的串行输入端DI，第二个并入串出移位寄存器U3的串行输出端DO接第三个并入串出移位寄存器U3的串行输入端DI，以此类推，组成并入串出移位寄存器列，最后一个并入串出移位寄存器U3的DO接控制器的数据输入端。

如附图1所示，所述的控制器2还包括接口电路28，所述的接口电路具有数据输入线、移位脉冲线、并入数据锁存线、移位脉冲许可线，所述的控制器通过所述的接口电路28从所述的并入串出移位寄存器列中读取数据。

由于很多干扰信号都是通过电源和地线耦合的，为了提高系统的抗干扰性能，在控制器2与每个电磁选针器1之间还设置有隔离电路4，该隔离电路4可通过光电耦合器实现，通过光电耦合器进行信号耦合，截断了干扰可能传输的途径，因此，使得整个系统具有较好的抗干扰性。

本发明还给出了上述带有数据校验和数据纠错的电子提花机控制系统的控制方法，具体流程如附图3所示，对每一纬进行提花控制时，包括以下步骤：

①等待允许写操作时序； 

②写操作时序到，将存贮的织造花纹信息写入电磁选针器(1)中的串入并出移位寄存器(U1)；

③将串入并出移位寄存器(U1)中的数据打入数据检查单元(U3)；

④读出并暂存步骤③中数据检查单元(U3)的数据；

⑤将所述的步骤④中读到的数据与步骤②中写入的数据进行比较；

⑥若数据相同，则等待输出许可时间到后允许串入并出寄存器(U1)中的数据输出到执行元件，进入步骤①准备下一纬提针控制；若数据不相同，则在写数据许可时间之内进入所述的步骤②，重新写数据；

⑦若写数据许可时间到，则不再进行数据纠错，直接输出出错信息。

其中，在步骤②之后还包括“置OE，置IE，清除OE”命令步骤，这是三条连续的指令，会形成一个短促的OE许可脉冲。这个脉冲足够并入串出移位寄存器U3锁存数据，且不会对线圈形成影响，因为线圈是电感元件，有一定的惰性，对于短促的脉冲来不及响应。

在步骤⑥中此处的“写数据时间到？”是指允许向电磁选针器写数据的时间，也就是将数据写入串入并出移位寄存器U1的时间，如果在这个时间到来时数据还没有写好，则不能输出，且发出错报警。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统，包括多个依次相电连接的电磁选针器(1)、驱动所述的电磁选针器(1)进行提花工作的控制器(2)，所述的每个电磁选针器(1)包括串入并出移位寄存器(U1)、与所述的串入并出移位寄存器(U1)的并行输出端相电连接的开关元件(U2)、与所述的开关元件(U2)相连接的执行元件，且所述的每个串入并出移位寄存器(U1)的输出端相串联形成一织造花纹信息输出通路，其特征在于：所述的控制系统还包括一织造花纹信息反馈通路，所述的织造花纹信息反馈通路包括设置在每个电磁选针器(1)上的数据检查元件(U3)，所述的数据检查元件(U3)相串联连接，每个所述的数据检查元件(U3)具有并行数据输入端、数据输出端、控制端、数据存储单元，所述的数据检查单元(U3)的并行数据输入端与所述的串入并出移位寄存器(U1)的并行输出端相对应连接，所述的数据检查元件(U3)的数据输出端与所述的控制器(2)相电连接，当对每一纬进行提花控制时，所述的控制器(2)将存贮的织造花纹信息写入电磁选针器(1)中的串入并出移位寄存器(U1)，再将串入并出移位寄存器(U1)中的数据打入所述的数据检查单元(U3)，控制器(2)读出数据检查单元(U3)的数据并与写入至串入并出移位寄存器(U1)的数据进行比较以实现纠错。

2.根据权利要求1所述的带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统，其特征在于：所述的数据检查单元(U3)为并入串出移位寄存器。

3.根据权利要求2所述的带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统，其特征在于：所述的控制器(2)中还包括一与所述的数据检查元件(U3)相电连接用于从所述的并入串出移位寄存器中读取数据的接口电路(28)。

4.根据权利要求1所述的带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统，其特征在于：所述的控制器(2)与所述的电磁选针器(1)之间电连接有隔离电路(4)。

5.一种根据权利要求1所述的带有数据校验和纠错的电子提花机控制系统的控制方法，其特征在于：所述的控制器(2)设置有控制所述的电磁选针器进行每一纬提花工作的程序，该程序包括以下步骤：

①等待允许写操作时序；

②写操作时序到，将存贮的织造花纹信息写入电磁选针器(1)中的串入并出移位寄存器(U1)；

③将串入并出移位寄存器(U1)中的数据输出到数据检查单元(U3)；

④读出并暂存步骤③中数据检查单元(U3)的数据；

⑤将所述的步骤④中读到的数据与步骤②中写入的数据进行比较；

⑥若数据相同，则等待输出许可时间到后将串入并出寄存器(U1)中的数据输出到执行元件，并进入步骤①准备下一纬提针控制；若数据不相同，则在写数据许可时间之内进入所述的步骤②，重新写数据；

⑦若写数据许可时间到，则不再进行数据纠错，直接输出出错信息。

Images