CN106873468A - 一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，将变频器、伺服驱动器和工业控制器集成在一个控制器内，其一体化设计方案保证ARM控制核心能时刻检测各模块的工作状态，一旦其中一个模块运行异常，系统都会停机或者对故障进行处理，使用通信控制监控三个核心部分，运行系统稳定可靠，安装简单；其次，本系统采用电子齿轮模式进行提升，提升精度大大提高，其系统性强，稳定性好，控制精度高，由于系统高度集成，少了许多外部接线故障，专用的系统设计方案可以实时检测各个设备的状态，保证系统安全可靠；而且，通过CAN通信预留的软件升级接口和组网接口，可以实现RS485组网和工业CAN局域网组网，以满足工业智能化的需求。

Description

一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及圆织机设备技术领域，具体为一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，用于大部分圆织机都是采用机械提升方式，使用数码管显示。许多厂家逐渐使用步进提升，控制器使用PLC，触摸屏一体机，步进驱动器和变频器采用单体配置方案，高端的圆织机开始使用通用的伺服驱动器搭配PLC作为提升系统。

现有的系统虽然勉强能满足控制要求，但是在系统性，稳定性，使用方便性和成本等方面总是不尽人意。由于是各个控制器组合控制，系统性不强，系统对于每个模块的控制和监控不及时，有时会因为系统监控不到位导致机器失控。一些使用国外品牌驱动器的控制器也不能有效解决此问题，反而增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，运行系统稳定可靠，安装简单，使用电子齿轮模式进行提升，提升精度大大提高，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成式智能圆织机控制系统，包括集成了变频器、智能伺服驱动器和工业控制器于一体的中央控制器，中央控制器上预留有CAN总线通信接口和多个串接口，中央控制器通过串接口连接有人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机，并通过相应的控制信号对人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机进行控制；在中央控制器的输入端设置有信号接口，中央控制器通过信号接口电性连接有完纬断纬传感器、主机增量编码器和断经信号控制器；中央控制器上还安装有提升系统开关电源，提升系统开关电源为整个系统提供工作电源。

优选的，变频器、智能伺服驱动器和工业控制器通过串口连接，互相通信和监控，且变频器和工业控制器的通信格式是38400bit/s，1-8-2无校验格式；智能伺服驱动器和工业控制器之间通过串口连接，通信格式是9600bit/s，1-8-2无校验格式；工业控制器通过modbus通信连接人机界面触摸屏，通信格式为38400bit/s，1-8-2无校验格式。

优选的，中央控制器有断经、断纬、色差、启动、点动、停止、编码器接口，其电气特性按对应的外设专业设计。

优选的，中央控制器通过CAN总线通信接口连接一个总线上的不大于1000台设备，其波特率为500Kbps，数据格式为8个16位数据一组，且控制器搭配系统定制的CAN控制器使用。

优选的，主机增量编码器内部设计了完纬断纬传感器算法，其算法为每来一个完纬信号编码器计数清零，一圈对应4000个计数值，正确的编码器计数值不超过4000/梭子数，其大于4000/梭子数，算法判断完纬停机。

优选的，中央控制器内部的变频器功率4KW，输入电压380V，额定频率50HZ。

优选的，中央控制器内部的智能伺服驱动器输入电压48V，搭载4.2A，12N.M步进电机，且智能伺服电机采用电子齿轮模式，主机编码器信号直接接在智能伺服驱动器上，系统的产量直接读取伺服位置配套余数保留算法计算，其精度达毫米级。

本发明提供另一种技术方案为一种集成式智能圆织机的控制方法，包括以下步骤：

S1：开始初始化，通过人机界面触摸屏将圆织机中的中央控制器设置为初始化状态；

S2：电压监测，通过ARM控制器搭配的触摸屏对输入电压进行检测；

S3：中央控制器通过通信接口对变频模块通信控制和监测；

S4：中央控制器通过通信接口对伺服模块通信控制和监测；

S5：处理后的信号通过外部RS485、HMI通信模块处理传送至人机界面触摸屏进行系统温度监测；

S6：通过人机界面触摸屏执行按键任务、故障处理，进一步输送至主机增量编码器；

S7：主机增量编码器通过按键处理将信号反馈至S2步骤中，由中央控制器持续调节至符合圆织机的生产要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，将变频器、伺服驱动器和工业控制器集成在一个控制器内，其一体化设计方案保证ARM控制核心能时刻检测各模块的工作状态，一旦其中一个模块运行异常，系统都会停机或者对故障进行处理，使用通信控制监控三个核心部分，运行系统稳定可靠，安装简单。

2.本集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，同类产品无论是步进提升还是伺服提升，都是用控制器对编码器信号进行转换输出到驱动器进行同步提升控制，这样的转换使得控制精度不高，本系统采用电子齿轮模式进行提升，提升精度大大提高。

3.本集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，设计了CAN通信，而同类产品没有，通过CAN通信预留的软件升级接口和组网接口，可以实现RS485组网和工业CAN局域网组网，以满足工业智能化的需求，CAN通信的设计保证了设备之间的组网控制，安全可靠，只需要在人机界面输入对应的规格参数即可，系统使用自动化，方便实用。

4.本集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，外部电路简单，接线方案容易，电工只需要简短的培训就能快速完成接线工作，所有设备参数都是人机界面可视化操作，有恢复出厂设置功能，由于是定制系统，需要设置的参数非常少，系统能够显示常见故障和相应的解决方案，如果故障严重，更换设备也只要简单的插拔接线就可完成，2分钟便可完成整个更换过程，其系统性强，稳定性好，控制精度高，由于系统高度集成，少了许多外部接线故障，专用的系统设计方案可以实时检测各个设备的状态，保证系统安全可靠。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的程序框图；

图3为本发明的实物框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种集成式智能圆织机控制系统，包括集成了变频器、智能伺服驱动器和工业控制器于一体的中央控制器，变频器、智能伺服驱动器和工业控制器通过串口连接，互相通信和监控，变频器功率为4KW，输入电压380V，额定频率50HZ，且变频器和工业控制器的通信格式是38400bit/s，1-8-2无校验格式；智能伺服驱动器和工业控制器之间通过串口连接，通信格式是9600bit/s，1-8-2无校验格式；工业控制器通过modbus通信连接人机界面触摸屏，通信格式为38400bit/s，1-8-2无校验格式；中央控制器上预留有CAN总线通信接口和多个串接口，中央控制器通过CAN总线通信接口连接一个总线上的不大于1000台设备，其波特率为500Kbps，数据格式为8个16位数据一组，且控制器搭配系统定制的CAN控制器使用；中央控制器通过串接口连接有人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机，并通过相应的控制信号对人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机进行控制；在中央控制器的输入端设置有信号接口，中央控制器通过信号接口电性连接有完纬断纬传感器、主机增量编码器和断经信号控制器，中央控制器有断经、断纬、色差、启动、点动、停止、编码器接口，其电气特性按对应的外设专业设计，主机增量编码器内部设计了完纬断纬传感器算法，其算法为每来一个完纬信号编码器计数清零，一圈对应4000个计数值，正确的编码器计数值不超过4000/梭子数，其大于4000/梭子数，算法判断完纬停机；中央控制器内部的智能伺服驱动器输入电压48V，搭载4.2A，12N.M步进电机，且智能伺服电机采用电子齿轮模式，主机编码器信号直接接在智能伺服驱动器上，系统的产量直接读取伺服位置配套余数保留算法计算，其精度达毫米级；中央控制器上还安装有提升系统开关电源，提升系统开关电源为整个系统提供工作电源。

本发明提供另一种技术方案为一种集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，包括以下步骤：

第一步：开始初始化，通过人机界面触摸屏将圆织机中的中央控制器设置为初始化状态；

第二步：电压监测，通过ARM控制器搭配的触摸屏对输入电压进行检测；

第三步：中央控制器通过通信接口对变频模块通信控制和监测；

第四步：中央控制器通过通信接口对伺服模块通信控制和监测；

第五步：处理后的信号通过外部RS485、HMI通信模块处理传送至人机界面触摸屏进行系统温度监测；

第六步：通过人机界面触摸屏执行按键任务、故障处理，进一步输送至主机增量编码器；

第七步：主机增量编码器通过按键处理将信号反馈至S2步骤中，由中央控制器持续调节至符合圆织机的生产要求。

综上所述：本集成式智能圆织机控制系统及其控制方法，将变频器、伺服驱动器和工业控制器集成在一个控制器内，其一体化设计方案保证ARM控制核心能时刻检测各模块的工作状态，一旦其中一个模块运行异常，系统都会停机或者对故障进行处理，使用通信控制监控三个核心部分，运行系统稳定可靠，安装简单；其次，同类产品无论是步进提升还是伺服提升，都是用控制器对编码器信号进行转换输出到驱动器进行同步提升控制，这样的转换使得控制精度不高，本系统采用电子齿轮模式进行提升，提升精度大大提高；另外，本系统设计了CAN通信，而同类产品没有，CAN通信的设计保证了设备之间的组网控制，安全可靠，只需要在人机界面输入对应的规格参数即可，系统使用自动化，方便实用；外部电路简单，接线方案容易，电工只需要简短的培训就能快速完成接线工作，所有设备参数都是人机界面可视化操作，有恢复出厂设置功能，由于是定制系统，需要设置的参数非常少，系统能够显示常见故障和相应的解决方案，如果故障严重，更换设备也只要简单的插拔接线就可完成，2分钟便可完成整个更换过程，其系统性强，稳定性好，控制精度高，由于系统高度集成，少了许多外部接线故障，专用的系统设计方案可以实时检测各个设备的状态，保证系统安全可靠；而且，通过CAN通信预留的软件升级接口和组网接口，可以实现RS485组网和工业CAN局域网组网，以满足工业智能化的需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，包括集成了变频器、智能伺服驱动器和工业控制器于一体的中央控制器，中央控制器上预留有CAN总线通信接口和多个串接口，中央控制器通过串接口连接有人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机，并通过相应的控制信号对人机界面触摸屏、送经电机、收卷电机、感应电机和提升系统步进电机进行控制；在中央控制器的输入端设置有信号接口，中央控制器通过信号接口电性连接有完纬断纬传感器、主机增量编码器和断经信号控制器；中央控制器上还安装有提升系统开关电源，提升系统开关电源为整个系统提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，变频器、智能伺服驱动器和工业控制器通过串口连接，互相通信和监控，且变频器和工业控制器的通信格式是38400bit/s，1-8-2无校验格式；智能伺服驱动器和工业控制器之间通过串口连接，通信格式是9600bit/s，1-8-2无校验格式；工业控制器通过modbus通信连接人机界面触摸屏，通信格式为38400bit/s，1-8-2无校验格式。

3.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，中央控制器有断经、断纬、色差、启动、点动、停止、编码器接口，其电气特性按对应的外设专业设计。

4.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，中央控制器通过CAN总线通信接口连接一个总线上的不大于1000台设备，其波特率为500Kbps，数据格式为8个16位数据一组，且控制器搭配系统定制的CAN控制器使用。

5.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，主机增量编码器内部设计了完纬断纬传感器算法，其算法为每来一个完纬信号编码器计数清零，一圈对应4000个计数值，正确的编码器计数值不超过4000/梭子数，其大于4000/梭子数，算法判断完纬停机。

6.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，中央控制器内部的变频器功率4KW，输入电压380V，额定频率50HZ。

7.根据权利要求1所述的一种集成式智能圆织机控制系统，其特征在于，中央控制器内部的智能伺服驱动器输入电压48V，搭载4.2A，12N.M步进电机，且智能伺服电机采用电子齿轮模式，主机编码器信号直接接在智能伺服驱动器上，系统的产量直接读取伺服位置配套余数保留算法计算，其精度达毫米级。

8.一种集成式智能圆织机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：开始初始化，通过人机界面触摸屏将圆织机中的中央控制器设置为初始化状态；

S2：电压监测，通过ARM控制器搭配的触摸屏对输入电压进行检测；

S3：中央控制器通过通信接口对变频模块通信控制和监测；

S4：中央控制器通过通信接口对伺服模块通信控制和监测；

S5：处理后的信号通过外部RS485、HMI通信模块处理传送至人机界面触摸屏进行系统温度监测；

S6：通过人机界面触摸屏执行按键任务、故障处理，进一步输送至主机增量编码器；

S7：主机增量编码器通过按键处理将信号反馈至S2步骤中，由中央控制器持续调节至符合圆织机的生产要求。