CN102493121B - 高速经编机梳栉横移的专用控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制系统的技术领域，尤其是一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统。其包括中央处理器、嵌入式控制芯片单元、局域控制单元一、局域控制单元二、局域控制单元三和高速串行通信线，中央处理器内设有嵌入式控制芯片单元，局域控制单元一与中央处理器串联连接，局域控制单元一、局域控制单元二和局域控制单元三通过高速串行通信线连接。这种高速经编机梳栉横移的专用控制系统结构简洁高效，分工明确，性能稳定，用开放式系统总线实时传输和高速串行通信动态来建立闭环在线反馈，保证了机器在高速运行过程中梳栉横移的实时性、准确性和平稳性，而且突破了机械花盘安装尺寸限制工艺花高的约束，易于使用推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统的技术领域，尤其是一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统。
背景技术
随着纺织设备自动化进程的不断深入，采用计算机和伺服驱动系统来实现经编机梳栉横移系统的技术应用已经日趋普遍。目前经编机电子横移控制系统有集中式控制和分散式控制两种，这两种控制系统的思路都是动态采集主铀的位置信号，根据该信号的同期性变化来驱动各梳栉横移执行机构，使其按照花型数据完成工艺要求的位移动作。现有应用的梳栉横移控制系统在基本架构上分为两级：以一级控制单元为核心，接收上位机传来的花型数据，动态采集主轴位置信号并进行判断处理，并在规定时间将位移命令发送到二级控制单元，使其驱动伺服驱动单元进行相应动作。这样做虽然可以实现基本功能，但却由于将数据传输、实时采集、逻辑判断、动态响应等功能集中于一级控制单元上，在伺服驱动单元响应性趋于极限的情况下，整个系统实时性都受到一级控制单元的响应性能以及信号传输时间的限制。由于响应和信号传输过程的滞后，而无法使梳栉在机器高速运行的有效时间内完成花型规定动作，故限制了经编机主轴速度的提高；另外，由于通信带宽和信号衰减的问题，在实际应用中很难在一级控制单元下连接多个二级控制单元，故限制了横移梳栉的数量。
发明内容
为了克服现有的经编机信号传输滞后导致主轴速度慢以及限制了横移梳栉的数量的不足，本发明提供了一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统，包括中央处理器、嵌入式控制芯片单元、局域控制单元一、局域控制单元二、局域控制单元三和高速串行通信线，中央处理器内设有嵌入式控制芯片单元，局域控制单元一与中央处理器串联连接，局域控制单元一、局域控制单元二和局域控制单元三通过高速串行通信线连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括主轴位置绝对编码器与中央处理器串联连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括局域控制单元三与伺服驱动单元串联连接。
本发明的有益效果是，这种高速经编机梳栉横移的专用控制系统结构简洁高效，分工明确，性能稳定，用开放式系统总线实时传输和高速串行通信动态来建立闭环在线反馈，保证了机器在高速运行过程中梳栉横移的实时性、准确性和平稳性，而且系统具有良好的扩展性，突破了机械花盘安装尺寸限制工艺花高的约束，易于使用推广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的系统结构示意图。
图中1.中央处理器，2.嵌入式控制芯片单元，3.局域控制单元一，4.局域控制单元二，5.局域控制单元三，6.高速串行通信线，7.主轴位置绝对编码器，8.伺服驱动单元。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统，包括中央处理器1、嵌入式控制芯片单元2、局域控制单元一3、局域控制单元二4、局域控制单元三5、高速串行通信线6、主轴位置绝对编码器7和伺服驱动单元8，中央处理器1内设有嵌入式控制芯片单元2，局域控制单元一3与中央处理器1串联连接，局域控制单元一3、局域控制单元二4和局域控制单元三5通过高速串行通信线6连接，主轴位置绝对编码器7与中央处理器1串联连接，局域控制单元三5与伺服驱动单元8串联连接。
使用时，由工业计算机上自主开发的专用软件控制中央处理器1，通过软件自动处理工艺花型数据和嵌入式控制芯片单元2读取的各类信号以及局域控制单元一3、局域控制单元二4和局域控制单元三5执行的各项数据和主轴位置绝对编码器7的数据，经过中央处理器1的处理，指示嵌入式控制芯片单元2通过高速串行通信线6发送命令到局域控制单元一3、局域控制单元二4和局域控制单元三5，驱动伺服驱动单元8动作。利用中央处理器1的2.4G的高速运算速度完成本系统内所有高速数据运算、逻辑运算和核心控制，而信号采集和建立并维持高速串行通信等功能则由内嵌在工业计算机上的嵌入式控制芯片单元2负责。通过自主开发的专用芯片软件和系统控制软件，由中央处理器1动态读取嵌入式控制芯片单元2实时采集的主轴数据，通过PCI系统总线指示嵌入式控制芯片单元发送控制命令，经高速串行通信线6指定局域控制单元，驱动伺服控制单元8完成各功能动作；中央处理器1负责内部，嵌入式控制芯片单元2负责外部，两者通过PCI系统总线进行数据交联，分工协作，从而有效缩减因系统结构造成的信号传输延迟和运算滞后，解决提高转速的瓶颈；通过嵌入式控制芯片单元2的高速串行通信来动态校验伺服电机运行数据，实现系统的闭环在线检测和高精度实时控制；由于中央处理器1的2.4G的高速数据处理和专用嵌入芯片的高速数据采集功能，在应用中可以根据机器梳栉数量1-128随意扩展，从而保证了机器的高速要求。
实施例一：中央处理器1采用研华工控机IPC；嵌入式控制芯片单元2采用NIPPON PULSE MOTOR公司的9001A芯片，主轴位置绝对编码器7采用OMRON编码器，高速串行通信线6采用双向20M专用屏蔽双绞电缆，局域控制单元一3、局域控制单元二4和局域控制单元三5采用NIPPON PULSE MOTOR公司的9003A芯片，伺服驱动单元8采用市场上各大主流伺服驱动设备均可。
这种高速经编机梳栉横移的专用控制系统结构简洁高效，分工明确，性能稳定，用开放式系统总线实时传输和高速串行通信动态来建立闭环在线反馈，保证了机器在高速运行过程中梳栉横移的实时性、准确性和平稳性，而且系统具有良好的扩展性，突破了机械花盘安装尺寸限制工艺花高的约束，易于使用推广。
Claims (3)
1.一种高速经编机梳栉横移的专用控制系统，包括中央处理器（1）、嵌入式控制芯片单元（2）、局域控制单元一（3）、局域控制单元二（4）、局域控制单元三（5）和高速串行通信线（6），其特征是，中央处理器（1）内设有嵌入式控制芯片单元（2），局域控制单元一（3）与中央处理器（1）串联连接，局域控制单元一（3）、局域控制单元二（4）和局域控制单元三（5）通过高速串行通信线（6）连接。
2.根据权利要求1所述的高速经编机梳栉横移的专用控制系统，其特征是，主轴位置绝对编码器（7）与中央处理器（1）串联连接。
3.根据权利要求1所述的高速经编机梳栉横移的专用控制系统，其特征是，局域控制单元三（5）与伺服驱动单元（8）串联连接。
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