CN102877172A

CN102877172A - 带切丝控制的高速弹力丝机定长系统

Info

Publication number: CN102877172A
Application number: CN2012103881596A
Authority: CN
Inventors: 浦战锋
Original assignee: WUXI BAICHUAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI BATCH TECHNOLOGIES CO., LTD.
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN102877172B

Abstract

本发明公开了一种带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，用于纺织行业化纤丝的生产过程中，采用锭位状态采集电路对于不同类型的探丝器输入模拟信号采集并状态识别，根据12路锭位探丝器输入的模拟信号进行A／D转换，自动分析锭位状态为有丝或无丝，通过RS485通讯电路和人机界面进行通讯。本发明由MCU接收到达信号，经过切丝延迟时间后通过切丝器驱动电路对此锭位强制切丝。使用本发明可极大的降低生产过程中由人为因素产生的误操作，减轻劳动强度，提高生产效率，更好的优化社会资源和节约企业的人力资源。

Description

带切丝控制的高速弹力丝机定长系统

技术领域

本发明属于纺织原材料生产加工技术领域，涉及弹力丝机控制系统，特别涉及用于高速弹力丝机上带切丝控制的定长系统。

背景技术

随着中国进一步融入WTO和人民生活水平的提升，纺织化纤行业面临很大的机遇，但相应的竞争也更加激烈。随着世界纺织品生产和供应中心东移亚洲，逼使国内的纺织企业由原先的劳动密集型向技术密集型转移，由人工操作向自动化控制转移，进一步压缩成本支出，改善管理水平，提高企业的竞争力。

为了适应当今时代的发展要求，新型高速弹力丝机在设计时，必须基于节能降耗、高速高效、操作维护方便、智能化程度高、纺丝质量好等理念，进行模块化设计。用户可根据自己的需要选用不同的组合部件，从而满足不同品种丝的要求，满足当前提出高速高效、节能降耗的时代要求。目前新技术主要体现在新式牵伸系统、单电机单锭驱动假捻装置、在线张力装置、改进的卷绕系统、简洁而高效的传动系统、定长控制系统、全封闭节能热箱、气动穿丝装置、智能电脑系统等方面。

在原先设计的定长系统中，在弹力丝的长度到达预定值时，对应的操作面板上的指示灯被点亮。同时与之连接的彩色触摸屏人机界面也会出现提示信息，告知相应的操作员工，切断弹力丝由人工完成。实际生产过程中会有若干锭弹力丝同时满卷，致使实际定长值超过预定值，造成生产物料浪费，影响操作效率，导致增加企业的实际生产成本。所以在弹力丝生产过程中，织造等后加工企业对现有的定长控制系统有强烈的更新需求。

发明内容

针对现有高速弹力丝机定长系统的上述不足，申请人经过研究改进，提供一种带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，可降低生产过程中由人为因素产生的误操作，减轻劳动强度，提高生产效率，更好的优化社会资源和节约企业的人力资源。

本发明的技术方案如下：

带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，由锭位状态采集电路、切丝器驱动电路、锭位状态指示电路、MCU、RS485通讯电路以及电源电路构成；

锭位状态采集电路包括12路受拨码开关控制的双刀双掷继电器，用于选定外部的探丝器类型为NPN型或PNP型，其同时匹配12路切丝继电器的输出电平；锭位状态采集电路对12路外部探丝器输入的模拟量经过A／D转换后通过2个8通道模拟电子开关送入MCU；

切丝器驱动电路包括2个达林顿阵列，采用12路切丝器驱动电路，由12路MCU信号控制，通过切丝继电器的输入回路控制切丝器的输入回路，间接控制外部的切丝器动作；

锭位状态指示电路包括2个移位寄存器和2个达林顿阵列，采用12路锭位状态指示电路，由3路MCU信号控制12路定长指示灯闪烁；

MCU根据不同的探丝器类型以及由锭位状态采集电路送来的信号分析当前的锭位状态，控制12路切丝器驱动电路使切丝继电器动作，并控制12路锭位状态指示电路作出提示；

RS485通讯电路，与MCU连接，用于与上位机人机界面进行实时通讯；

电源电路，为上述锭位状态采集电路、切丝器驱动电路、锭位状态指示电路、MCU以及RS485通讯电路提供总电源。

其进一步的技术方案为：对于任意一路的定长信号：

当外部探丝器输出无丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯持续以0．8秒亮，0．2秒灭的周期闪烁，提示无丝；

当外部探丝器输出从无丝信号变为有丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A/D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯以0．2秒亮，0.2秒灭的周期，快速闪烁约3秒，然后熄灭，提示新丝开始计长；

当外部探丝器持续输出有丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯熄灭，长度持续累计；

当计时累计到剩余时间小于MCU中的设定值“提前预报时间”时，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯开始以1秒亮，1秒灭的周期慢速闪烁，提示即将满卷；

当计时累计到达MCU中的设定时间时，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯常亮，提示已经满卷；此时长度计数继续累计；

当计时累计到达MCU中的设定时间+切丝延迟时间时，MCU驱动切丝器驱动电路使切丝继电器动作，强制切丝。

以及，其进一步的技术方案为：所述锭位状态采集电路的探丝器接口同时作为切丝继电器接口。

本发明的有益技术效果是：

一、在原有的定长系统中，针对不同的客户要求，定长系统有NPN型和PNP型两个型号，对应两个类型的外部探丝器。在生产过程中，对于物料管理、生产流程和库存管理带来不便。本发明的定长系统可以兼容NPN型和PNP型探丝器的信号采集，方便客户的使用，优化生产管理流程，减少后续管理成本。

二、本发明带切丝控制的定长系统，跟现有的产品相比增加了自动切丝控制功能，能够同时控制12路切丝器驱动电路来控制切丝器动作，每一路均独立操作，互不干扰。

三、本发明对于定长及切丝的工艺流程进行改善，颠覆了原有繁琐的粗放的管理模式。使得生产工艺精准化，操作流程更为简便顺畅，可以对在线生产数据进行统计管理，及时准确统计各机台生产效率，便于分析锭位故障率，进一步提高生产效率。节约企业的人力资源，减轻员工的劳动强度，提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争力。本发明已试用于国内某领先的纺机企业的各型高速弹力丝机的定长控制上，取得了良好的生产效果和经济效益。

本发明附加的方面和优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的原理集成框图。

图2是本发明在高速弹力丝机电控系统中的集成框图。

图3是本发明板内外连接框图（板外探丝器为PNP型）。

图4是本发明板内外连接框图（板外探丝器为NPN型）。

图5是本发明一个实施例的电路原理图（第一部分）。

图6是本发明一个实施例的电路原理图（第二部分）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，是由MCU、锭位状态采集电路、RS485通讯电路、切丝器驱动电路、锭位状态指示电路、电源电路所组成。其中锭位状态采集电路的输入端与探丝器输入信号连接，输出端连接MCU。MCU分别控制切丝器驱动电路进行锭位切丝，以及锭位状态指示电路作出提示。RS485通讯电路与MCU连接，负责本发明定长系统与上位机人机界面的通讯。电源电路则为上述锭位状态采集电路、切丝器驱动电路、锭位状态指示电路、MCU以及RS485通讯电路提供总电源。

如图2所示，采用本发明的带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，作为高速弹力丝机的控制系统的一个重要组成部分，和高速弹力丝机电控系统集成在一个完整系统内（图2中的定长系统即为本发明）。通过RS485通讯接口向上与真彩触摸屏人机界面进行实时通讯，由真彩触摸屏人机界面显示当前的运行状态，并设置定长和切丝延迟的工艺参数。对于整个机电控系统，定长系统控制的12路锭位互相独立，互不干扰。图2所示高速弹力丝机电控系统中除本发明以外的其他模块、设备及其连接方式均与现有技术相同。

在原先的定长系统中，探丝器的12路信号输入由光耦隔离，电平传递的方式通过锁存器进入MCU进行锭位状态识别。这种设计的优点是电气方面输入与输出完全隔离，具有很强的抗干扰能力；缺点是因外部探丝器类型和相配的辅助电路不同，故原先的定长系统无法兼容NPN型和PNP型这两种探丝器的模拟信号输入。

如图3、图4所示，本发明的锭位状态采集电路可区分探丝器类型。由于板外NPN型和PNP型探丝器与切丝器的连接电路不同，因此需先选定外部探丝器的类型。本发明在锭位状态采集电路内部新增一个受拨码开关控制的双刀双掷继电器匹配切丝继电器的输出电平。对探丝器输入的模拟量A／D转换后送入MCU，由MCU根据不同的探丝器类型与进入MCU的AD值分析当前的锭位状态，并控制锭位状态指示电路对操作员工作出提示。本发明将原先的探丝器接口和新增的切丝器接口设计合二为一，本发明系统兼容原有的接口，可以直接对客户原先的定长系统替换升级。

图5、图6示出了本发明一个实施例的具体电路。

如图5所示，锭位状态采集电路包括12路受拨码开关控制的双刀双掷继电器Y2～Y13（型号为HG4100），用于选定外部的探丝器类型为NPN型或PNP型，其同时匹配12路切丝继电器的输出电平。锭位状态采集电路对12路外部探丝器输入的模拟量经过A／D转换后通过2个8通道模拟电子开关U13和U6（型号为4051），送入MCU（图6中的U4，型号为F310）。

如图5所示，切丝器驱动电路包括2个达林顿阵列U2和U5（型号为UPA2003C），采用12路切丝器驱动电路，由12路MCU信号Y1～Y12控制，通过锭位状态采集电路中的切丝继电器的输入回路控制切丝器的输入回路，间接控制外部的切丝器动作。

如图6所示，锭位状态指示电路包括2个移位寄存器U10和U11（型号为74HC595）和2个达林顿阵列U9和U12（型号为UPA2003C），采用12路锭位状态指示电路LED1~LED12，由3路MCU信号CLK、LED CS、D-O控制12路定长指示灯闪烁。

如图6所示，MCU为U4（型号为F310），根据不同的探丝器类型以及由锭位状态采集电路送来的信号分析当前的锭位状态，控制12路切丝器驱动电路使切丝继电器动作，并控制12路锭位状态指示电路作出提示。

注：以上所述构成本发明的基本元器件均为市售商品。

本发明对于任意一路的定长信号的控制如下：

当板外探丝器输出无丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯持续以0．8秒亮，0．2秒灭的周期闪烁，提示无丝。

当板外探丝器输出从无丝信号变为有丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯以0．2秒亮，0．2秒灭的周期，快速闪烁约3秒，然后熄灭，提示新丝开始计长。

当板外探丝器持续输出有丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯熄灭，长度持续累计。

当计时累计到剩余时间小于MCU中的设定值“提前预报时间”时，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯开始以1秒亮，1秒灭的周期慢速闪烁，提示即将满卷。

当计时累计到达MCU中的设定时间时，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯常亮，提示已经满卷。此时长度计数继续累计。

综上所述，本发明在纺织行业化纤丝的生产过程中，锭位状态采集电路对于不同类型的探丝器输入模拟信号采集并状态识别，根据12路锭位探丝器输入的模拟信号进行A／D转换，自动分析锭位状态为有丝或无丝，通过RS485通讯电路和彩色触摸屏人机界面进行通讯，在彩色触摸屏人机界面上显示12路锭位状态。在原先的定长系统中，在预设的弹力丝的长度到达后由操作员工根据提示手动切丝。本发明中由嵌入式微处理器MCU接收到达信号，经过切丝延迟时间后通过切丝器驱动电路对此锭位强制切丝。使用本发明可极大的降低生产过程中由人为因素产生的误操作，减轻劳动强度，提高生产效率，更好的优化社会资源和节约企业的人力资源。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，其特征在于：由锭位状态采集电路、切丝器驱动电路、锭位状态指示电路、MCU、RS485通讯电路以及电源电路构成；

2.根据权利要求1所述带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，其特征在于：对于任意一路的定长信号：

当外部探丝器输出从无丝信号变为有丝信号时，锭位状态采集电路对信号进行A／D转换后进入MCU，MCU驱动锭位状态指示电路使定长指示灯以0．2秒亮，0．2秒灭的周期，快速闪烁约3秒，然后熄灭，提示新丝开始计长；

3.根据权利要求1所述带切丝控制的高速弹力丝机定长系统，其特征在于：所述锭位状态采集电路的探丝器接口同时作为切丝继电器接口。