CN101556847A

CN101556847A - 框绞机的断线报警装置

Info

Publication number: CN101556847A
Application number: CNA2009100978526A
Authority: CN
Inventors: 包昌富
Original assignee: HANGZHOU SANP MACHINERY CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU SANP MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: CN101556847B

Abstract

本发明涉及一种框绞机的断线报警装置，包括框绞机、线盘，线盘上装有一齿轮或一周边带均匀分布圆孔的轮盘，线盘上设有传感器，传感器垂直正对齿轮的边缘或轮盘的圆孔处；传感器通过信号线与单片机相连，单片机的输出信号接若干发光二极管及主机控制器。单片机接收传感器的输入信号，以判断线盘是否断线，如果有线盘断线，则输出断线信号给主机控制器和发光二极管，机器立即报警停机，发光二极管指示断线的线盘位置。使用本发明，每个线盘只须安装一个传感器，大大节省安装空间与布线线路，更便于安装，节约成本，报警指示清晰，便于及时作出处理。

Description

框绞机的断线报警装置

技术领域

本发明属于电线电缆制造领域，尤其涉及一种框绞机的断线报警装置。

背景技术

框绞机在运转过程中要求框绞体上的每一盘单线都是连续的，不允许有任何一盘单线产生断线而机器继续运行的情况发生。这就需要用一种断线报警装置来监控每盘单线的断线情况。

原来的报警装置是每个线盘有一个旋转传感器与信号控制器，一个框绞机体的所有报警信号串连在一起，然后连接到操作控制台上。由于传感器信号是分开处理而不是集中处理，一方面造成布线线路很多，另一方面增加安装难度以及占用更大空间。而传感器与控制器都由硬件组成，不便于调节断线报警的延时时间，而且整套装置的成本较高。

发明内容

本发明主要为了解决上述技术问题，提供一种大大节省安装空间与布线线路，便于安装，每个框绞机体只有一个信号控制器，节约成本的框绞机的断线报警装置。

本发明的上述技术问题主要是通过如下技术方案得以解决的：本发明包括框绞机、线盘，线盘上装有一齿轮或一周边带均匀分布圆孔的轮盘，所述的线盘上设有传感器，传感器垂直正对齿轮的边缘或轮盘的圆孔处；传感器通过信号线与单片机相连，单片机的输出信号接若干发光二极管及主机控制器。

报警功能由传感器与单片机来完成。每个线盘配置一个传感器，而一个框绞机体配置一个单片机。单片机接收传感器的输入信号，以判断线盘是否断线，如果有线盘断线，则输出断线信号给主机控制器及发光二极管，机器立即报警停机。

作为优选，所述的单片机采用PIC18F452信号处理芯片，与单片机相连的第一缓冲驱动器、第二缓冲驱动器、锁存器是单片机的数据输入与输出的扩展器件，其中第一缓冲驱动器与第二缓冲驱动器由74HC244芯片组成，作为单片机的数据输入器件，锁存器由74HC373芯片组成，作为单片机的数据输出器件；传感器接光耦，光耦接第一缓冲驱动器，发光二极管接锁存器，若干选择开关与单片机相连；光耦、选择开关、发光二极管为外围器件，光耦由TLP281-4芯片组成，为光电隔离器件；发光二极管为报警灯，用以指示发生断线的线盘位置；电源转换模块将外部输入的24V电源转换为各元器件的5V工作电源。

作为优选，所述的单片机的8位数据线直接与4片74HC244芯片组成的第一缓冲驱动器、5片74HC244芯片组成的第二缓冲驱动器、4片74HC373芯片组成的锁存器的数据线连接；锁存器与第一、第二缓冲驱动器的片选信号由单片机的13位功能引脚直接实现或由单片机的功能引脚与一片38译码器及一片反向器组合完成；第一缓冲驱动器的30位输入引脚连接8片TLP281-4组成的光耦的30位输出引脚；光耦的30位输入引脚连接30路传感器的信号线；第一缓冲驱动器、光耦以及30路传感器信号线组成单片机的传感器信号输入部分；第二缓冲驱动器的38路输入引脚连接38路选择开关，其中4路为线盘选择开关、4路为断线报警延时开关、30路为线盘有效或无效开关，组成单片机的开关选择信号输入部分；锁存器的30路输出引脚连接30路发光二极管组成的报警灯，组成单片机的断线报警灯数据输出部分；报警信号由单片机的一位功能引脚直接输出给主机控制器；电源转换模块采用B2405S，它的5V输出管脚和接地脚分别与上述元器件的5V电源管脚和接地管脚连接。

本发明的有益效果是：

一、原来的传感器为旋转传感器，是一种专用传感器，成本较高，输出的信号须与控制器配合使用，有较大的局限性。本发明所用的传感器为通用的接近开关，输出标准的开关信号，具有工作可靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环境等优点。

二、一个单片机可以输入几十路传感器信号，并可以根据框绞机体配置的线盘数来选择传感器的数量，每一线盘对应一个传感器，目前有6、12、18、24、30五种传感器数量可以选择。同时，每个传感器在单片机上都有对应的有效无效开关，只有开关ON时，该传感器信号才有效，这样，在实际应用中如果哪个线盘不用，只要将相应的开关处于无效状态即可。

三、断线报警延时时间可通过开关设定，有1秒、1.5秒、2秒、2.5秒、3秒、3.5秒6挡可选择，并可以根据用户需求增加到16挡或更多。

四、每个线盘在单片机上都有对应的报警指示灯，当发生断线报警时，根据报警指示灯就能迅速定位断线线盘，而不须视察每个线盘的单线。

五、每个线盘只须安装一个传感器，大大节省安装空间与布线线路，更便于安装。每个框绞机体只有一个信号控制器，节约成本，大概只有原报警装置的30％左右。

附图说明

图1为本发明的一种电路连接原理框图。

图2为本发明安装在框绞机上的一种结构示意图。

图3为图2中A向剖视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的框绞机的断线报警装置，如图1所示，图1中的虚线框部分为断线报警装置的控制器，传感器10作为断线报警装置的信号发生器，它采集信号并发送给控制器，由控制器处理信号。断线报警装置的24V输入电源由主机控制器提供，分别作为控制器和传感器的工作电源。控制器与传感器为两独立部件，安装在框绞体的不同部位，两者通过信号线连接在一起。

断线报警装置的控制器，由软件与硬件组成。它主要接收处理30路传感器信号，实现对每路信号的及时报警，以及完成选择线盘数量、设定断线报警延时时间、点亮或熄灭报警灯等其它功能。

硬件部分：如图1所示，包括单片机1，本例中单片机采用PIC18F452信号处理芯片。第一缓冲驱动器2、第二缓冲驱动器3、锁存器4是单片机的数据输入与输出的扩展器件，其中第一缓冲驱动器与第二缓冲驱动器由74HC244芯片组成，作为单片机的数据输入器件。锁存器由74HC373芯片组成，作为单片机的数据输出器件。光耦5、选择开关6、发光二极管7为外围器件，光耦由TLP281-4芯片组成，为光电隔离器件，既能实现将传感器10的信号转换为单片机能处理的数字信号，又能增强抗干扰能力。发光二极管为报警灯，用以指示发生断线的线盘位置。电源转换模块8作为单片机的电源器件，将外部输入的24V电源转换为各元器件需要的5V工作电源。

具体实现过程：单片机(PIC18F452)的8位数据线直接与第一缓冲驱动器(4片74HC244芯片)、第二缓冲驱动器(5片74HC244芯片)、锁存器(4片74HC373芯片)的数据线连接。锁存器与第一、第二缓冲驱动器的片选信号可以由单片机的13位功能引脚直接实现，也可以由单片机的功能引脚与一片38译码器及一片反向器组合完成，本例采用的是后者，这样可以扩展单片机的功能引脚，为以后扩展线盘数量或增加其它功能做准备。第一缓冲驱动器的30位输入引脚连接光耦(8片TLP281-4组成)的30位输出引脚，光耦的30位输入引脚分别连接30路传感器的信号线。第一缓冲驱动器、光耦以及30路传感器信号线组成单片机的传感器信号输入部分。第二缓冲驱动器(5片74HC244芯处)的38路输入引脚连接38路开关(其中4路为线盘选择开关、4路为断线报警延时开关、30路为线盘有效或无效开关)，组成单片机的开关选择信号输入部分。锁存器(4片74HC373芯片)的30路输出引脚连接30路报警灯(30个发光二极管)，组成单片机的断线报警灯数据输出部分。报警信号由单片机的一位功能引脚直接输出到主机控制器。电源转换模块(B2405S)的5V输出管脚和地分别与各元件的5V电源管脚和接地管脚连接。

传感器作为断线报警装置的信号发生器，用来感应线盘的转动情况，并输出信号。其具体实现过程是：如图2、图3所示，线盘11上装有一齿轮12，传感器10垂直正对齿轮12的边缘。线盘转动时，带动齿轮同步转动，传感器固定不动，齿轮的齿经过传感器时，传感器有感应，输出高电平；齿轮齿间空格经过传感器时，传感器无感应，输出低电平。对于轮盘也是如此，这样，线盘正常转动时，传感器就输出高低间隔电平，作为单片机的输入信号。若发生断线，则线盘停止不转，传感器的输出电平恒为高电平或低电平。

软件具体实现过程：断线报警装置的程序保存在单片机内，上电后程序运行，循环扫描第一缓冲驱动器与第二缓冲驱动器的数据。第一缓冲驱动器保存传感器的信号数据，第二缓冲驱动器保存线盘选择开关、断线报警延时开关、线盘有效或无效开关的状态数据。程序根据第二缓冲驱动器的状态信息处理第一缓冲驱动器的传感器数据。首先，程序根据线盘选择开关所选择的线盘数读入相对应的线盘传感器数据，并根据线盘有效或无效开关状态处理有效传感器数据，线盘对应开关无效的传感器数据不处理，在断线延时开关所选择的延时时间内，如果某有效传感器数据正常则该线盘正常运行，没有断线情况发生，如果哪个有效传感器的数据异常，即在延时时间内单片机输入的传感器数据恒为0或1，则表明对应的线盘停止运转，发生了断线现象，则单片机输出报警信号给主机控制器，同时输出数据到锁存器，点亮断线线盘对应的报警灯，再进行下一轮扫描。

线盘选择开关用来选择本框绞体所安装的线盘总数，这样，当控制器运用于安装不同线盘数的框绞体时，只须通过开关选择线盘数即可，而无须改变其它硬件或软件部分，4个开关组合选择，最多可以选择16种线盘数，根据实际情况，目前有6盘、12盘、18盘、24盘、30盘5种线盘数可以选择。断线报警延时开关用来控制从线盘发生断线到控制器报警的间隔时间，4个延时开关可以根据实际要求设定成不同的延时时间。实际应用中当框绞体快速运转时，可以将延时时间调低，运转慢时，将延时时间调高，软件根据延时开关状态自动调节读入传感器数据的频率，以保证断线报警的精度。每个线盘有效或无效开关与框绞体的线盘一一对应，如果开关无效，则该线盘即使断线也不报警，以保证实际工作中对框绞体每个线盘的灵活控制。

线盘发生断线，控制器发出断线报警信号，点亮断线线盘对应的报警灯，断线故障解除，线盘重新运转，控制器立即复位断线报警信号，熄灭报警灯。

如图2、图3所示，本实施例的传感器10安装在框绞体14的线盘11处，控制器15安装在框绞体的一端。

Claims

1、一种框绞机的断线报警装置，包括框绞机、线盘，线盘上装有一齿轮或一周边带均匀分布圆孔的轮盘，其特征在于所述的线盘上设有传感器，传感器垂直正对齿轮的边缘或轮盘的圆孔处；传感器通过信号线与单片机相连，单片机的输出信号接若干发光二极管及主机控制器。

2、如权利要求1所述的框绞机的断线报警装置，其特征在于所述的单片机采用PIC18F452信号处理芯片，与单片机相连的第一缓冲驱动器、第二缓冲驱动器、锁存器是单片机的数据输入与输出的扩展器件，其中第一缓冲驱动器与第二缓冲驱动器由74HC244芯片组成，作为单片机的数据输入器件，锁存器由74HC373芯片组成，作为单片机的数据输出器件；传感器接光耦，光耦接第一缓冲驱动器，发光二极管接锁存器，若干选择开关与单片机相连；光耦、选择开关、发光二极管为外围器件，光耦由TLP281-4芯片组成，为光电隔离器件；发光二极管为报警灯，用以指示发生断线的线盘位置；电源转换模块将外部输入的24V电源转换为各元器件的5V工作电源。

3、如权利要求1或2所述的框绞机的断线报警装置，其特征在于所述的单片机的8位数据线直接与4片74HC244芯片组成的第一缓冲驱动器、5片74HC244芯片组成的第二缓冲驱动器、4片74HC373芯片组成的锁存器的数据线连接；锁存器与第一、第二缓冲驱动器的片选信号由单片机的13位功能引脚直接实现或由单片机的功能引脚与一片38译码器及一片反向器组合完成；第一缓冲驱动器的30位输入引脚连接8片TLP281-4组成的光耦的30位输出引脚；光耦的30位输入引脚连接30路传感器的信号线；第一缓冲驱动器、光耦以及30路传感器信号线组成单片机的传感器信号输入部分；第二缓冲驱动器的38路输入引脚连接38路选择开关，其中4路为线盘选择开关、4路为断线报警延时开关、30路为线盘有效或无效开关，组成单片机的开关选择信号输入部分；锁存器的30路输出引脚连接30路发光二极管组成的报警灯，组成单片机的断线报警灯数据输出部分；报警信号由单片机的一位功能引脚直接输出给主机控制器；电源转换模块采用B2405S，它的5V输出管脚和接地脚分别与上述元器件的5V电源管脚和接地管脚连接。