CN102085975A - 卷布张力恒定的卷布机构及中央处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种卷布张力恒定的卷布机构及中央处理器，涉及纺织工业技术领域，以解决现有的卷布机构因织机的速度变快或变慢所导致的卷布张力不均匀的问题。本发明中，该卷布机构包括卷布电机及与中央控制器连接的电机驱动器、电机供电电源和人机界面，该电机驱动器还连接该卷布电机，其中，该卷布机构设有卷布张力传感器，该张力传感器与该中央控制器连接；该张力传感器用于采集卷布张力；该中央控制器用于在第一工作模式下，将该张力传感器采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整该卷布电机的转速及方向直至该张力传感器采集的张力与设定的张力相符。
Description
技术领域
本发明涉及纺织工业技术领域，尤其涉及一种卷布张力恒定的卷布结构及维持张力恒定的中央控制器。
背景技术
目前，现有的织机卷布控制采用步进电机控制，卷布的速度根据织机的速度设定恒定转速，织机正常工作情况下，卷布机构是能够很好的正常工作的。但如果织机因故障等原因，织机的速度变快或变慢，卷布机构仍按照恒定速度卷布，则会导致布卷不均匀，或者损坏卷布机构。
发明内容
本发明公开一种卷布张力恒定的卷布机构及中央控制器，以解决现有的卷布机构因织机的速度变快或变慢所导致的卷布张力不均匀的问题。
为达上述目的，本发明公开的一种卷布张力恒定的卷布机构，所述卷布机构包括卷布电机及与中央控制器连接的电机驱动器、电机供电电源和人机界面，所述电机驱动器还连接所述卷布电机，其中，所述卷布机构设有卷布张力传感器，所述张力传感器与所述中央控制器连接；
所述张力传感器：用于采集卷布张力；
所述中央控制器：用于在第一工作模式下，将所述张力传感器采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整所述卷布电机的转速及方向直至所述张力传感器采集的张力与设定的张力相符。
为达上述目的，本发明还公开一种中央控制器，应用于卷布机构中并连接所述卷布机构的电机驱动器、电机供电电源和人机界面，所述电机驱动器还与卷布电机连接，所述中央控制器还设置有连接张力传感器用的传感器接口，所述张力传感器用于采集卷布张力；
其中，所述中央控制器至少设置有第一工作模式，在第一工作模式下，所述中央控制器将所述张力传感器采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整所述卷布电机的转速及方向直至所述张力传感器采集的张力与设定的张力相符。
本发明公开的卷布张力恒定的卷布机构及中央控制器，该中央控制器可以通过PI控制方法实时调整卷布电机的转速及方向以与设定的(即恒定的)张力相符，从而也就解决了现有的卷布机构因织机的速度变快或变慢所导致的卷布张力不均匀等问题。
附图说明
图1为本发明公开的卷布张力恒定的卷布机构的组成框图；
图2为本发明公开的中央控制器的组成框图；
图3为本发明公开的中央控制器的工作流程示意图；
图4为本发明公开的卷布机构的电压型压力传感器的输入电路；
图5为本发明公开的卷布机构的电机接口电路；
图6为本发明公开的卷布机构的功能按键电路；
图7为本发明公开的卷布机构的中央控制器的电路；
图8为本发明公开的卷布机构的转速电位器的电路；
图9为本发明公开的卷布机构的存储器的电路；
图10为本发明公开的卷布机构的电压型压力传感器的输入电路；
图11为本发明公开的卷布机构的液晶显示器接口电路；
图12为本发明公开的卷布机构的声音报警电路；
图13为本发明公开的卷布机构的外部控制信号的输入电路。
具体实施例
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获取的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例公开一种卷布张力恒定的卷布机构及中央控制器，如图1及图2所示，该卷布机构包括卷布电机1及与中央控制器2连接的电机驱动器3、电机供电电源4和人机界面5，且电机驱动器3还连接卷布电机1。本实施例中，该卷布机构还设置有用于采集卷布张力的卷布张力传感器6，该张力传感器6与中央控制器2连接。该中央控制器2可以采用C8051F340、C8051F341、C8051F344、C8051F345等单片机来实现其功能。
本实施例中，该中央控制器2设置有连接张力传感器6用的传感器接口，且至少设置有以下的工作模式，该工作模式记为第一工作模式：
在第一工作模式下，该中央控制器2将张力传感器6采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整卷布电机1的转速及方向直至该张力传感器6采集的张力与设定的张力相符。
上述第一工作模式由于是根据设定的张力值自动调整卷布机1的转速及方向，也可称之为自动模式；其中，该设定的张力为操作人员通过人机界面5预先设置在该卷布机构的所需的恒定张力，该设定值可以存储于中央控制器2或与该中央控制器2连接的存储器中，以便于调用该设定值并根据该设定值调整卷布电机1的转速及方向。本实施例所述的PI控制方法即P(Proportion，比例)控制和I(Integration，积分)控制，该PI控制方法与现有的PI控制方法一致，为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。
可选的，上述中央控制器2还可以进一步设置其他常用/现有的工作模式，并在各个工作模式之间进行切换。如图2所示，该中央控制其2还设置有第二工作模式和第三工作模式；在第二工作模式下，该中央控制器2根据外部电位器的给定速度值调节卷布电机1的转速及方向；在第三工作模式下，直接根据卷布机构设定的默认值(例如，设定的张力值)调节卷布电机1的转速及方向；并且当外部输入信号与当前的工作模式冲突时，产生告警。
可选的，上述中央控制器2连接并控制有两套或两套以上的卷布机1及张力传感器6，每套设备的状态信息可适时显示于人机界面并单独控制，且各套设备之间互不干扰。
在实际应用中，常将上述第一种工作模式称为自动模式，将第二种工作模式称为外部控制模式，将第三种工作模式称为手动模式。该中央控制器的工作流程如图3所示，包括初始化、判断工作模式并根据对应的工作模式提取参数，并输出对应的控制信号等步骤，具体流程请参照图3。与之相对应的，本实施例还提供一种实现上述功能的中央控制器(后续以CPU进行描述)及卷布机构的电路，且该中央控制器连接有两台卷布电机，各部分的结构简述如下：
卷布电机的张力通过张力传感器发出，该张力传感器可以是图4所示的电压型压力传感器，也可以是图10所述的电流型压力传感器，如图4所示，该张力传感器输出张力信号为0-10V，通过R1，R3，R5，R6分压，产生0-2.5V电压信号，经过R13，C1滤波电路，输出V-PRSS1，和CPU连接，输入到CPU的AD转换单元。第2路压力信号输入电路原理跟第1路原理相同。
如图5所示，电机控制接口电路的控制板提供2个电机控制接口，可同时控制2个电机。PULS1是CPU输出控制电机的脉冲信号，DIR1是电机转动方向信号，ENABLE1是电机工作使能信号。4号端子是接地信号。第2个电机连接端子是5-8号端子，控制信号和第1组相同。
如图6所示，该卷布电机功能按键电路的控制板有4个功能按键，KEY1，KEY2，KEY3，KEY4，该功能按键直接和CPU连接，按键的功能由CPU的软件决定。
如图7所示，该CPU和其他单元电路通过线路板总线连接并运行控制软件。
如图8所示的转速调节电位器电路中，V1和V2是2个10K的电阻，改变V1的阻值大小，SPEED1_V输出电压信号，CPU根据电压信号的大小，控制电机的转速。
如图9所示的数据存储电路是把设置的参数存储起来，以方便关机之后数据不会丢失。采用I2总线存储电路，可存储2k字节信息。
如图10所示的电流型压力传感器信号输入电路输出的是4-20mA电流，通过R7和R9电阻，输出电压为0.5-2.5V电压，经过阻容滤波，输入到CPU的AD转换单元。
如图11所示的液晶显示接口电路通过20个引脚的端子和液晶显示屏连接。
如图12所示的声音报警电路的SPEAK和CPU连接，SPEAK为高电平时，三极管Q1导通，扬声器U7就会发出声音。
如图13所示的外部控制信号输入电路主要有自动状态、手动状态、前进后退、运行停止等开关信号。输入信号的公共端是1端，内部接24V电源，当有信号输入时，比如2端和1端端接，这时候相当于“自动”信号输入，光耦U6D的输入端导通，输出端光敏三极管导通，AUTO输出高电平，这个端和CPU相连，此时CPU就获取了外部控制信号。其余的外部控制信号输入原理和这个相同。
上述实施例公开的卷布张力恒定的卷布机构及中央控制器，该中央控制器可以通过PI控制方法实时调整卷布电机的转速及方向以与设定的张力相符，从而也就解决了现有的卷布机构因织机的速度变快或变慢所导致的卷布张力不均匀等问题。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种卷布张力恒定的卷布机构，所述卷布机构包括卷布电机及与中央控制器连接的电机驱动器、电机供电电源和人机界面，所述电机驱动器还连接所述卷布电机，其特征在于，所述卷布机构设有卷布张力传感器，所述张力传感器与所述中央控制器连接；
所述张力传感器：用于采集卷布张力；
所述中央控制器：用于在第一工作模式下，将所述张力传感器采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整所述卷布电机的转速及方向直至所述张力传感器采集的张力与设定的张力相符。
2.根据权利要求1所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，
所述中央控制器：还用于切换到第二工作模式，以根据外部电位器的给定速度值调节所述卷布电机的转速及方向。
3.根据权利要求1所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，
所述中央控制器：还用于切换到第三工作模式，以根据所述卷布机构设定的默认值调节所述卷布电机的转速及方向。
4.根据权利要求1至3任一所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，
所述中央控制器：还用于当外部输入信号与当前的工作模式冲突时，产生告警。
5.根据权利要求1至3任一所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，所述中央控制器连接并控制至少两套卷布电机及相对应的卷布张力传感器。
6.根据权利要求4所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，所述中央控制器连接并控制至少两套卷布电机及相对应的卷布张力传感器。
7.一种中央控制器，应用于卷布机构中并连接所述卷布机构的电机驱动器、电机供电电源和人机界面，所述电机驱动器还与卷布电机连接，其特征在于，所述中央控制器还设置有连接张力传感器用的传感器接口，所述张力传感器用于采集卷布张力；
其中，所述中央控制器至少设置有第一工作模式，在第一工作模式下，所述中央控制器将所述张力传感器采集的张力与设定的张力比较，如果两者的比较结果不相符，通过PI控制方法调整所述卷布电机的转速及方向直至所述张力传感器采集的张力与设定的张力相符。
8.根据权利要求7所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，
所述中央控制器还设置有第二工作模式，在第二工作模式下，所述中央控制器根据外部电位器的给定速度值调节所述卷布电机的转速及方向。
9.根据权利要求7所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，
所述中央控制器还设置有第三工作模式，在第三工作模式下，所述中央控制器根据所述卷布机构设定的默认值调节所述卷布电机的转速及方向。
10.根据权利要求7至9任一所述的卷布张力恒定的卷布机构，其特征在于，所述中央控制器还设置有告警单元，所述告警单元用于当外部输入信号与当前的工作模式冲突时，产生告警。
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