CN103149911A - 基于can总线起底板控制系统及其控制方法 - Google Patents

基于can总线起底板控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电子技术领域，涉及一种基于CAN总线起底板控制系统及其控制方法。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本系统包括整流电路和滤波电路，滤波电路上连接有逆变控制电路，逆变控制电路与单相异步电机相连，滤波电路和逆变控制电路之间连接有电压采样电路，电压采样电路与处理器相连，处理器与逆变控制电路相连，处理器通过CAN总线与上位机相连。其优点在于：即便电源电压出现波动也不会影响单相异步电机正常工作，起底板采用单独的电机驱动，精度控制大大提升，定位准确，驱动能力强提高了升降板使用寿命。在起底时拉力均匀，节约纱线，且控制精度高，从而提高了整个起底系统的可靠性，提高了生产力和生产的质量。

Description

基于CAN总线起底板控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于电子技术领域，涉及针织横机控制装置，尤其是涉及一种基于CAN总线起底板控制系统及其控制方法。
背景技术
起底板是电脑横机的一个重要机械组件，顾名思义是在织物最开始起底时使用到的，能够为衣片在起底的时提供拉力。最早的电脑横机没有起底板，起底的拉力要靠挂布完成，有了起底板之后借用起底板使拉力从起底时就均匀，而且不再浪费纱线。因此，可进一步提高空机起头速度，节约纱线，节省时间，减少横机挡车工的劳动强度。现有技术中，使用升降板来控制起底板的升降，其控制精度差，稳定性能不好。此外，升降板由于本身负担较重，在一定程度上对其本身的负担也会加大，驱动能力不是很强。另一方面，现有技术中的供电电压不够稳定，在电压出现波动时，无法提供恒压恒频的电源，容易导致电机的转动出现偏差，从而造成起底板工作精度降低，拉力不够均匀。
为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种全自动起底板控制系统[申请号：201110386308.0]，本控制系统设有接收数据信息并进行处理数据和命令的主控控制器模块，主控控制器模块分别电连接有运动控制模块、用于采集并反馈数据信息的智能传感网络和控制器局域网络通信端口，控制器局域网络通信端口电连接集总控制系统，各个系统的电源采用隔离供电方式。
上述方案虽然在一定程度上提高了起底板工作精度，但是仍然存在着结构设计不够合理，造价成本过高，工作稳定性较差，容易受到电压波动干扰等技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，即使电压出现波动也不会影响起底板的正常工作的基于CAN总线起底板控制系统。
本发明的另一目的是提供一种易于实施，控制精度高，工作稳定性好的基于CAN总线起底板控制方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，本系统包括能够连接在供电电源上的整流电路和连接在整流电路上的滤波电路，所述的滤波电路上连接有逆变控制电路，所述的逆变控制电路与用于驱动起底板工作的单相异步电机相连，在滤波电路和逆变控制电路之间连接有电压采样电路，所述的电压采样电路与处理器相连，所述的处理器与逆变控制电路相连且处理器能根据电压采样电路采集到的电压信号控制逆变控制电路输出用于驱动所述单相异步电机工作的工作电压，所述的处理器通过CAN总线与上位机相连且处理器能够根据上位机发出的信号控制逆变控制电路输出用于驱动所述单相异步电机正转或反转的工作电压。
本发明中，用于驱动所述单相异步电机工作的工作电压和用于驱动所述单相异步电机正转或反转的工作电压实质上为同一工作电压。该工作电压为恒压恒频电压，在需要改变单相异步电机转动方向时，仅需改变相位即可。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的处理器为DSP，在处理器上连接有显示器和控制面板。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的电压采样电路包括连接在滤波电路输出端的分压电阻。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的处理器上还连接有当电压采样电路采集到的电压值未落入设定的基准电压范围时能发出警报的报警装置。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的供电电源为220V交流电；所述的逆变控制电路的输出110V交流电；所述的电压采样电路的基准电压范围为3.5-4.0V直流电。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的单相异步电机通过传动机构与起底板相连。本发明中，起底板由专门控制其动作的单相异步电机带动，而升降板由另外的驱动电机带动其工作。
在上述的基于CAN总线起底板控制系统中，所述的逆变控制电路包括光电隔离单元，所述的光电隔离单元上连接有三相输出接线电路。
一种基于CAN总线起底板控制方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：
A、将供电电源的直流电经整流电路整流和滤波电路滤波后输送至逆变控制电路，并由逆变控制电路向用于控制驱动起底板工作的单相异步电机提供工作电压；
B、通过连接在滤波电路输出端的电压采样电路采集电压值，并由处理器对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制，从而由处理器控制逆变控制电路输出恒压恒频工作电压；
C、当需要改变单相异步电机转动方向时，上位机通过CAN总线向处理器发出信号，处理器在接收到上位机的信号时控制逆变控制电路输出使单相异步电机反向转动的恒压恒频工作电压。
在上述的基于CAN总线起底板控制方法中，在上述的步骤B中，所述的处理器先判断电压采样电路采集到的电压值是否落入设定的基准电压范围，若落入设定的基准电压范围，则对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制；若未落入设定的基准电压范围，则由处理器控制报警装置发出报警信号。
在上述的基于CAN总线起底板控制方法中，在上述的步骤C中，所述的处理器通过改变相序控制逆变控制电路输出使单相异步电机反向转动的恒压恒频工作电压。
本控制方法中，所述的供电电源为220V交流电；所述的逆变控制电路的输出110V交流电；所述的电压采样电路的基准电压范围为3.5-4.0V直流电。
与现有的技术相比，本基于CAN总线起底板控制系统及其控制方法的优点在于：单相异步电机工作在恒压恒频工作电压下，即便电源电压出现波动也不会影响单相异步电机的正常工作，并且起底板采用单独的电机驱动，精度控制上大大提升，定位准确，驱动能力强提高了升降板的使用寿命。在起底时的拉力均匀，节约纱线，从而提高了整个起底系统的可靠性，提高了生产力和生产的质量。
附图说明
图1是本发明提供的结构框图。
图中，供电电源1、整流电路2、滤波电路3、逆变控制电路4、光电隔离单元41、三相输出接线电路42、单相异步电机5、电压采样电路6、处理器7、CAN总线8、上位机9、显示器10、控制面板11、报警装置12。
具体实施方式
如图1所示，本基于CAN总线起底板控制系统包括能够连接在供电电源1上的整流电路2和连接在整流电路2上的滤波电路3，所述的滤波电路3上连接有逆变控制电路4，所述的逆变控制电路4与用于驱动起底板工作的单相异步电机5相连，在滤波电路3和逆变控制电路4之间连接有电压采样电路6，所述的电压采样电路6与处理器7相连，所述的处理器7与逆变控制电路4相连且处理器7能根据电压采样电路6采集到的电压信号控制逆变控制电路4输出用于驱动所述单相异步电机5工作的工作电压，所述的处理器7通过CAN总线8与上位机9相连且处理器7能够根据上位机9发出的信号控制逆变控制电路4输出用于驱动所述单相异步电机5正转或反转的工作电压。单相异步电机5通过传动机构与起底板相连。本发明中，用于驱动所述单相异步电机工作的工作电压和用于驱动所述单相异步电机正转或反转的工作电压实质上为同一工作电压。该工作电压为恒压恒频电压，在需要改变单相异步电机转动方向时，仅需改变相位即可。本发明中，起底板由专门控制其动作的单相异步电机带动，而升降板由另外的驱动电机带动其工作。
处理器7为DSP，在处理器7上连接有显示器10和控制面板11。电压采样电路6包括连接在滤波电路3输出端的分压电阻。处理器7上还连接有当电压采样电路6采集到的电压值未落入设定的基准电压范围时能发出警报的报警装置12。
供电电源1为220V交流电；逆变控制电路4的输出110V交流电；电压采样电路6的基准电压范围为3.5-4.0V直流电。逆变控制电路4包括光电隔离单元41，光电隔离单元41上连接有三相输出接线电路42。
一种基于CAN总线起底板控制方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：
A、将供电电源1的直流电经整流电路2整流和滤波电路3滤波后输送至逆变控制电路4，并由逆变控制电路4向用于控制驱动起底板工作的单相异步电机5提供工作电压；
B、通过连接在滤波电路3输出端的电压采样电路6采集电压值，并由处理器7对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制，从而由处理器7控制逆变控制电路4输出恒压恒频工作电压；
C、当需要改变单相异步电机5转动方向时，上位机9通过CAN总线8向处理器7发出信号，处理器7在接收到上位机9的信号时控制逆变控制电路4输出使单相异步电机5反向转动的恒压恒频工作电压。
在上述的步骤B中，所述的处理器7先判断电压采样电路6采集到的电压值是否落入设定的基准电压范围，若落入设定的基准电压范围，则对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制；若未落入设定的基准电压范围，则由处理器7控制报警装置12发出报警信号。在上述的步骤C中，所述的处理器7通过改变相序控制逆变控制电路4输出使单相异步电机5反向转动的恒压恒频工作电压。
本控制方法中，所述的供电电源为220V交流电；所述的逆变控制电路的输出110V交流电；所述的电压采样电路的基准电压范围为3.5-4.0V直流电。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了供电电源1、整流电路2、滤波电路3、逆变控制电路4、光电隔离单元41、三相输出接线电路42、单相异步电机5、电压采样电路6、处理器7、CAN总线8、上位机9、显示器10、控制面板11、报警装置12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，本系统包括能够连接在供电电源（1）上的整流电路（2）和连接在整流电路（2）上的滤波电路（3），所述的滤波电路（3）上连接有逆变控制电路（4），所述的逆变控制电路（4）与用于驱动起底板工作的单相异步电机（5）相连，在滤波电路（3）和逆变控制电路（4）之间连接有电压采样电路（6），所述的电压采样电路（6）与处理器（7）相连，所述的处理器（7）与逆变控制电路（4）相连且处理器（7）能根据电压采样电路（6）采集到的电压信号控制逆变控制电路（4）输出用于驱动所述单相异步电机（5）工作的工作电压，所述的处理器（7）通过CAN总线（8）与上位机（9）相连且处理器（7）能够根据上位机（9）发出的信号控制逆变控制电路（4）输出用于驱动所述单相异步电机（5）正转或反转的工作电压。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的处理器（7）为DSP，在处理器（7）上连接有显示器（10）和控制面板（11）。
3.根据权利要求1或2所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的电压采样电路（6）包括连接在滤波电路（3）输出端的分压电阻。
4.根据权利要求1或2所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的处理器（7）上还连接有当电压采样电路（6）采集到的电压值未落入设定的基准电压范围时能发出警报的报警装置（12）。
5.根据权利要求4所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的供电电源（1）为220V交流电；所述的逆变控制电路（4）的输出110V交流电；所述的电压采样电路（6）的基准电压范围为3.5-4.0V直流电。
6.根据权利要求1或2所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的单相异步电机（5）通过传动机构与起底板相连。
7.根据权利要求1或2所述的基于CAN总线起底板控制系统，其特征在于，所述的逆变控制电路（4）包括光电隔离单元（41），所述的光电隔离单元（41）上连接有三相输出接线电路（42）。
8.一种基于CAN总线起底板控制方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：
A、将供电电源（1）的直流电经整流电路（2）整流和滤波电路（3）滤波后输送至逆变控制电路（4），并由逆变控制电路（4）向用于控制驱动起底板工作的单相异步电机（5）提供工作电压；
B、通过连接在滤波电路（3）输出端的电压采样电路（6）采集电压值，并由处理器（7）对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制，从而由处理器（7）控制逆变控制电路（4）输出恒压恒频工作电压；
C、当需要改变单相异步电机（5）转动方向时，上位机（9）通过CAN总线（8）向处理器（7）发出信号，处理器（7）在接收到上位机（9）的信号时控制逆变控制电路（4）输出使单相异步电机（5）反向转动的恒压恒频工作电压。
9.根据权利要求8所述的基于CAN总线起底板控制方法，其特征在于，在上述的步骤B中，所述的处理器（7）先判断电压采样电路（6）采集到的电压值是否落入设定的基准电压范围，若落入设定的基准电压范围，则对采集到的电压值进行分析处理和PWM调制；若未落入设定的基准电压范围，则由处理器（7）控制报警装置（12）发出报警信号。
10.根据权利要求8所述的基于CAN总线起底板控制方法，其特征在于，在上述的步骤C中，所述的处理器（7）通过改变相序控制逆变控制电路（4）输出使单相异步电机（5）反向转动的恒压恒频工作电压。
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