CN103757813B - 一种针织圆纬机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针织圆纬机控制系统，包括嵌入式系统控制面板、并行总线驱动板和电磁选针器单元，所述嵌入式系统控制面板包括ARM处理器和现场可编程门阵列，ARM处理器与现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板包括现场可编程门阵列，所述嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列与并行总线驱动板的现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板的现场可编程门阵列与电磁选针器单元采用并行总线连接。该控制系统采用ARM与FPGA双核处理、触摸屏操作、执行机构控制采用八位地址与数据分时复用的总线驱动方式，提高系统的实时处理与控制能力，满足不同档次的圆纬机高速控制的时序要求。

Description

一种针织圆纬机控制系统

技术领域

本发明涉及一种针织圆纬机控制系统，属于纺织机械控制装置技术领域。

背景技术

针织圆纬机涉及电子、机械、计算机、控制等诸多领域，是一种比较复杂的典型机电一体化产品。

目前圆纬机正向高机号、多路数、高转速及强辅助功能等方向发展，而引导这些技术主要还是德国、意大利、日本等国家；受生产、加工、装配、控制等技术的限制，国内的圆纬机系统的稳定性与技术先进性与国外尚有差距。因此研发一种先进的圆纬机控制系统对于提升该领域的市场竞争力具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种针织圆纬机控制系统，解决现有控制系统界面操作不方便、数据传输慢、编织速度较低的不足。

本发明的技术方案是这样的：一种针织圆纬机控制系统，包括嵌入式系统控制面板、并行总线驱动板和电磁选针器单元，所述嵌入式系统控制面板包括ARM处理器和现场可编程门阵列，ARM处理器与现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板包括现场可编程门阵列，所述嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列与并行总线驱动板的现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板的现场可编程门阵列与电磁选针器单元采用并行总线连接；所述嵌入式系统控制面板进行花样文件的读取、解析，系统参数的设置与保存，现场可编程门阵列将ARM处理器发送的编织数据添加地址数据组织成控制数据后发送给并行总线驱动板；所述并行总线驱动板接收正交编码器信号与圆纬机机械零位信号，产生准确零位信号发送给嵌入式系统控制面板，并行总线驱动板接收嵌入式系统控制面板的控制数据，发送给电磁选针器单元。

进一步，所述嵌入式系统控制面板与并行总线驱动板之间、并行总线驱动板与电磁选针器单元之间按数据与地址分时复用方式传送信号。

又进一步，所述针织圆纬机控制系统还包括圆纬机机械零位传感器、故障检测传感器和正交编码器，所述圆纬机机械零位传感器测得的圆纬机机械零位信号以及故障检测传感器测得的故障信号通过光耦隔离发送给并行总线驱动板的现场可编程门阵列；所述正交编码器信号通过整形滤波发送给并行总线驱动板的现场可编程门阵列。

更进一步，所述电磁选针器单元设有十路并行驱动总线接口，所述并行总线驱动板的现场可编程门阵列设有五路控制信号输出接口，所述每路控制信号输出接口与两路并行驱动总线接口连接。

再进一步，所述ARM处理器连接有触摸屏、以太网接口、FlashROM和USB设备。

本发明所提供的技术方案的优点在于，ARM处理器对控制数据提前解析，采用“乒乓”缓冲方式提前发送，利用现场可编程门阵列的并行处理机制，解决了数据接收与选针器控制间的时序矛盾，提高了实时性；嵌入式系统控制面板将各电磁选针器的8位控制数据按选针器地址顺序组织成数据包并下发，并行总线驱动板接收到数据包后进行解析，在控制数据的基础上加上对应选针器地址信息，分发到对应的选针器并行总线上，同时输出控制信号实现对各路选针器的分时控制，提高系统的实时处理与控制能力，满足不同档次的圆纬机高速控制的时序要求。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的嵌入式系统控制面板原理框图。

图3为本发明的并行接口驱动板原理框图。

图4为本发明的电磁选针器单元并行驱动总线原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请参见图1至图4，本圆纬机控制系统包括嵌入式系统控制面板、并行总线驱动板、电磁选针器单元等组成。嵌入式系统控制面板可实现花样文件读写、控制数据解析与组织、参数设置、界面操作等功能；并行总线驱动板完成圆纬机的当前运行位置信号预处理、控制数据转发、故障检测、紧急停机控制等；同步装置由联轴器与编码器、零位传感器构成，联轴器实现圆纬机齿轮与编码器同步，通过编码器的A、B、Z脉冲与零位信号实现针定位，为控制数据发送提供依据；每个电磁选针器有8个独立的驱动电路、线圈与选针刀头，另每个选针器可通过软件或拨码开关实现地址设定，选针器能实现总线地址匹配、总线控制数据接收、驱动与控制。

嵌入式系统操作面板主要由一块ARM处理器与一块FPGA（现场可编程门阵列）组成，ARM处理器连接有触摸屏、以太网接口、FlashROM和USB设备。其中ARM处理器负责花样文件的USB读写、存储、控制数据解析、组织、界面管理、参数设置等工作。ARM与FPGA间采用16位双向并行总线方式通讯，ARM以“乒乓”缓冲方式提前将组织好的控制数据向FPGA发送，FPGA将批量数据存储于块RAM中，然后根据并行接口驱动板发送的当前针位从块RAM中取数据并组织成地址与数据总线数据以并行方式下发到并行接口驱动板；当圆纬机一圈编织结束时，FPGA向ARM发送一请求发送信号，ARM以中断方式响应并重复上述过程。ARM处理器连接的以太网接口可以实现多套设备联网实现远程监控功能，进行全程质量监控，提高维护效率。

并行接口驱动板的主要功能是进行针位置检测、报警信号处理、电磁选针器控制数据转发等功能，其信号的处理通过现场可编程门阵列实现。嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列与并行总线驱动板的现场可编程门阵列采用并行总线连接；并行总线驱动板的现场可编程门阵列与电磁选针器单元也采用并行总线连接。正交编码器信号经整形滤波，圆纬机机械零位信号和故障检测传感器测得的故障信号光耦隔离处理后发送给现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对正交A、B脉冲进行数字滤波与预处理后发送给嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列，同时将机械绝对零位信号与编码器相对零位信号进行逻辑处理后产生准确零位发送给嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列。电磁选针器单元设有十路并行驱动总线接口，并行总线驱动板的现场可编程门阵列设有五路控制信号输出接口，每路控制信号输出接口与两路并行驱动总线接口连接。并行接口驱动板采用八位地址与数据分时复用总线方式接收嵌入式系统控制面板的控制数据，其中的地址与数据通过地址锁存信号进行区分，另通过读、写控制信号实现数据的接收与发送。并行总线驱动板与电磁选针器单元之间的并行总线也采用八位地址与数据分时复用总线方式，总线首先输出八位电磁选针器的地址信息，后输出八位电磁选针器的控制数据信息，通过地址锁存信号区分总线中的地址或数据信息，通过写控制信号实现电磁选针器控制数据的有效输出与锁存。系统运作时，嵌入式系统控制面板将各电磁选针器的八位控制数据按选针器地址顺序组织成数据包并下发给并行总线驱动板，并行总线驱动板接收到数据包后进行解析，在控制数据的基础上加上对应选针器地址信息，分发到对应的电磁选针器并行总线上，同时输出控制信号实现对各路电磁选针器的分时控制。因为十路选针器驱动总线采用五组独立并行控制信号，每组信号可实现不同选针器组的独立控制，这样就可以极大的提升系统的实时处理与控制能力，满足不同档次的圆纬机高速控制的时序要求。

Claims (5)

1.一种针织圆纬机控制系统，其特征在于：包括嵌入式系统控制面板、并行总线驱动板和电磁选针器单元，所述嵌入式系统控制面板包括ARM处理器和现场可编程门阵列，ARM处理器与现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板包括现场可编程门阵列，所述嵌入式系统控制面板的现场可编程门阵列与并行总线驱动板的现场可编程门阵列采用并行总线连接；所述并行总线驱动板的现场可编程门阵列与电磁选针器单元采用并行总线连接；所述嵌入式系统控制面板进行花样文件的读取、解析，系统参数的设置与保存，现场可编程门阵列将ARM处理器发送的编织数据添加地址数据组织成控制数据后发送给并行总线驱动板；所述并行总线驱动板接收正交编码器信号与圆纬机机械零位信号，产生准确零位信号发送给嵌入式系统控制面板，并行总线驱动板接收嵌入式系统控制面板的控制数据，发送给电磁选针器单元。

2.根据权利要求1所述的针织圆纬机控制系统，其特征在于：所述嵌入式系统控制面板与并行总线驱动板之间、并行总线驱动板与电磁选针器单元之间按数据与地址分时复用方式传送信号。

3.根据权利要求1所述的针织圆纬机控制系统，其特征在于：所述针织圆纬机控制系统还包括圆纬机机械零位传感器、故障检测传感器和正交编码器，所述圆纬机机械零位传感器测得的圆纬机机械零位信号以及故障检测传感器测得的故障信号通过光耦隔离发送给并行总线驱动板的现场可编程门阵列；所述正交编码器信号通过整形滤波发送给并行总线驱动板的现场可编程门阵列。

4.根据权利要求1所述的针织圆纬机控制系统，其特征在于：所述电磁选针器单元设有十路并行驱动总线接口，所述并行总线驱动板的现场可编程门阵列设有五路控制信号输出接口，所述每路控制信号输出接口与两路并行驱动总线接口连接。

5.根据权利要求1所述的针织圆纬机控制系统，其特征在于：所述ARM处理器连接有触摸屏、以太网接口、FlashROM和USB设备。