CN108301116B - 扁丝经编机用断纱检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：包括断纱检测机架、断纱实时检测电路和PLC控制器；每一条分段式断纱检测电路包括分段式断纱检测机架、二极管和直流LED报警指示灯，每条分段式断纱检测机架包含内导电片、绝缘层、外导电片和落纱筘；所述内导电片通过电缆线与直流电源输入负极直接相连，外导电片通过电缆线与二极管的负极、LED报警指示灯的负极相连，LED报警指示灯与直流电源输入正极直接相连，二极管的电平信号作为报警输出信号连接至PLC控制器。本发明可实现对扁丝经编机生产过程中经纱与纬纱供纱的实时断纱检测，同时提供分段灯光报警定位和避免误检等功能。

Description

扁丝经编机用断纱检测系统

技术领域

本发明涉及一种扁丝经编机用断纱检测系统，属于经编装备机电一体化智能控制技术领域。

背景技术

以聚烯烃树脂与各种抗老化材料复合后的多功能薄膜材料作为原料，以薄膜切片成扁丝进行供纱的形式，在生产遮阳网、编织袋、支撑网等农业用材料与产品的经编机上应用越来越广泛，但由于部分生产用扁丝原料为透明无色特性，使得目前常用的红外线断纱检测、激光断纱检测等光学检测手段失效；另外此类经编机机号一般较粗，生成过程中机器振动大，且单件产品附加值较低，使得基于图像处理的机器视觉断纱检测技术难以获取清晰的图像，且基于性价比考虑也难以适用于此类扁丝经编机。

此类扁丝经编机的幅宽较宽，多在250英寸以上，且一般分为纬纱扁丝供纱与经纱扁丝供纱等多个供纱通道，要求每个供纱通道都能提供断纱检测，且能够在较长的幅宽范围内分段予以报警灯光指示；另外扁丝经编机在生产过程中机器振动大，要求断纱检测系统在因振动等原因导致局部扁丝张力瞬间下跌后又迅速恢复正常的情况下，不产生断纱误判而保持正常开车。

基于扁丝经编机的原料特性、机器特征与产品特性，要求提供一种检测可靠、价格低廉、易于操作、且能避免误检的高性价比断纱检测技术手段，而目前市场上还没有针对扁丝经编机这种应用需求的断纱检测系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种扁丝经编机用断纱检测系统，可实现对扁丝经编机生产过程中经纱与纬纱供纱的实时断纱检测，同时提供分段灯光报警定位和避免误检等功能。

按照本发明提供的技术方案，所述扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：包括断纱检测机架、断纱实时检测电路和PLC控制器，一个完整纱路上的断纱检测机架由多条分段式断纱检测机架组成，一个完整纱路上的断纱实时检测电路由多条分段式断纱检测电路构成；每一条分段式断纱检测电路包括一条分段式断纱检测机架、一个二极管和一个直流LED报警指示灯，每条分段式断纱检测机架包含一片内导电片、一片绝缘层、一片外导电片以及与扁丝头纹数相同的多片落纱筘；所述内导电片通过电缆线与直流电源输入负极直接相连，外导电片通过电缆线与二极管的负极、LED报警指示灯的负极相连，LED报警指示灯与直流电源输入正极直接相连，一个完整纱路上的所有二极管的正极相连，其电平信号作为报警输出信号连接至PLC控制器。

进一步地，所述多个分段式断纱检测电路通过并联逻辑进行汇总成唯一的报警输出信号至PLC控制器。

进一步地，每一片落纱筘均用钢片制成。

进一步地，每一片落纱筘的内部有顶端为斜坡的长条形槽孔，落纱筘从纱线上方往下穿过扁丝纱线，以及位于扁丝纱线下方的内导电片、绝缘层和外导电片。

进一步的，PLC控制器可以对多个完整纱路上的断纱报警进行集中式管理，而且还包含有对断纱报警信号具备滤波功能的程序软体，可实现对断纱误检现象的规避。其滤波原理是利用程序软体对输入信号的报警电平持续时间进行连续监测，若报警电平持续时间超出设定时长后确认断纱并输出报警信号，若报警电平持续时间短于设定时长则认为是误触发而予以滤除。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及效果：

（1）本发明所述的扁丝经编机用断纱检测系统，基于最基本的检测原理，规避了红外线检测、激光检测等利用遮光原理对透明扁丝的检测失效，以及机器视觉技术在振动环境下检测的不可靠性，检测方法简单，性能可靠，检测系统设计巧妙，施工方便，应用针对性强。

（2）本发明所述扁丝经编机用断纱检测系统，巧妙利用二级管的单向导电特性，将多个断纱检测分段电路逻辑并联，在实现一路纱线断纱检测只输出一路故障信号的同时，可以实现不同断纱区域灯光报警的分段定位指示，减少了系统控制器PLC的资源占用，使得在整个扁丝经编机的控制系统设计中，可将断纱检测功能融合到整个控制系统架构中而不必在硬件上单独出来，提高系统集成度与可靠性，并节省检测成本约三分之一。

（3）本发明所述扁丝经编机用断纱检测系统，利用PLC控制器编写可变时长的信号滤波程序，实现了瞬间纱线张力跌落误检的规避，用软件的方法弥补了硬件电路的缺陷，提高了检测系统对不同产品的适应性。

附图说明

图1为本发明所述扁丝经编机用断纱检测系统的电路原理图。

图2为分段式断纱检测机架的结构示意图。

图3为误检规避滤波逻辑循环检测流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

本发明的实施目的，是基于接触式断纱检测原理，利用二极管的单向导电性，以及分段式断纱检测机架结构对同一纱路上不同区域内的断纱情况进行逻辑分区，从而实现在整个幅宽范围内断纱报警的区域性报警定位指示；另外借助PLC控制器的可编程逻辑软件对硬件电路进行柔性容错处理，借助对断纱报警信号的可变长定时滤波，实现误检错误报警的规避。

如图1所示，本发明所述扁丝经编机用断纱检测系统，包括断纱检测机架1、断纱实时检测电路2、PLC控制器3三个主体部分。一个完整纱路上的断纱检测机架1由多条分段式断纱检测机架101组成，见图1中实线框内部分；一个完整纱路上的断纱实时检测电路2由多条分段式断纱检测电路201构成，见图1中虚线框内部分，但多条分段式断纱检测电路201的报警信号经电路的逻辑并联后整体汇总成唯一的报警输出信号203给PLC控制器3，PLC控制器3可以对多个完整纱路上的断纱报警进行集中式管理，断纱实时检测电路2需要外部系统为其提供直流电源，其电源输入负极为204，电源输入正极为202。

如图1所示，虚框内每一条分段式断纱检测电路201包括一条分段式断纱检测机架101、一个二极管2001和一个直流LED报警指示灯2002，因此在一个完整纱路上一定包含相同数目的二极管2001、LED报警指示灯2002、分段式断纱检测机架101；如图2所示，每条分段式断纱检测机架101包含一片内导电片1002、一片绝缘层1003和一片外导电片1004，以及与扁丝头纹数相同的多片落纱筘1001；也即分段式断纱检测机架101本身就是构成分段式检测电路的一部分，其中内导电片1002通过电缆线与直流电源输入负极204直接相连，外导电片1004通过电缆线与二极管2001的负极、LED报警指示灯2002的负极相连，LED报警指示灯2002与直流电源输入正极202直接相连，一个完整纱路上的所有二极管2001的正极相连，其电平信号作为报警输出信号203。

每条分段式断纱检测电路201只对经编机幅宽长度方向上某一段范围内的纱线断纱情况进行检测，通过该条分段式断纱检测电路201内的LED报警指示灯2002的灯光点亮，实现断纱报警的分段定位提示功能；对多条分段式断纱检测电路201进行逻辑并联，同时利用每条分段式断纱检测电路201内的二极管2001的单向导电性，将各分段检测范围内的断纱报警信息整体汇总至唯一报警输出信号203，从而实现对经编机幅宽长度方向上整个幅宽范围内完整纱路的一体式断纱检测，既能减少对PLC控制器3的输入硬件资源占用，同时便于PLC控制器3对多个纱路的检测结果实时集中式管理。

每一片落纱筘1001均用导电性能良好的钢片制成，且内部有顶端为斜坡的长条形槽孔，方便施工时从纱线上方往下穿过扁丝纱线，以及位于扁丝纱线下方的内导电片1002、绝缘层1003和外导电片1004，且保证当扁丝断纱后落纱筘1001跌落在内导电片1002上时，由于斜坡与内导电片1002的作用，使得落纱筘1001以倾斜的姿势穿套在内导电片1001与外导电片1004之间，能可靠导通内导电片1002与外导电片1004。

如图1所示，一个完整纱路上的断纱检测系统的工作原理为：所有分段式检测机架101上的内导电片1002、绝缘层1003、外导电片1004以及经编用纱扁丝，均从落纱筘内1001的长条形槽孔穿过，当扁丝张力可以满足经编机正常工作时，落纱筘1001被扁丝拉起悬空，内导电片1002与外导电片1004因绝缘层1003的隔断而断路，该对应分段式断纱检测电路201上的二极管2001的负极为高电平，二极管2001中无电流流过且其正极为高电平，LED报警指示灯2002灯熄灭，报警输出信号203无输出；当扁丝断纱或张力不足以支持经编机正常工作时，落纱筘1001因重力作用跌落在内导电片1002上，因落纱筘1001本身为钢材导体使得内导电片1002与外导电片1004接通而短路，使得同时与外导电片1004相连的二极管2001的负极和LED报警指示灯2002的负极均为低电平，因此LED报警指示灯2002点亮，同时二极管2001中有电流流过，二极管2001的正极从高电平跳变为低电平，报警输出信号203输出低电平报警信号。虽然此时整个完整纱路上的断纱检测系统中，只有这一条分段式断纱检测电路201上的二极管2001的正极为低电平，同时也把相互连接在一起的其它分段式断纱检测电路201上的二极管2001的正极也拉低为低电平，但是由于其它分段式断纱检测电路201上没有检测到报警，因此其它分段式断纱检测电路201上的二极管2001的负极为高电平，利用二极管的单向导电性可知，此时其它分段式断纱检测电路201上的二极管2001中不会有电流流过，因此其它分段式断纱检测电路201上的LED报警指示灯2002仍然保持熄灭状态。

如图3所示，PLC控制器3在接收到某一个纱路上的报警输出信号203输入的报警信号下降沿（报警电平为低电平）后，会设置一个标志位记录报警电平的到来时刻，在报警信号电平持续保持为低电平情况下开始定时T1，定时长度T1可根据生产现场机器振动情况人为设定改变，当定时长度T1到达时，可确认为是真正的扁丝断纱故障出现，PLC控制器3停止机器运行并给出断纱报警信息；如果在定时长度T1未到达期间，报警输出信号203输入的电平出现高电平跳变，则立即取消报警电平的到来标志位，同时停止并清零定时，认为此次报警信号的出现是因为机器振动等某种原因造成扁丝纱线张力波动导致的误触发，PLC控制器3不输出断纱报警信息且继续维持机器开车运行，利用程序软体模拟断纱报警信号滤波效果，规避断纱误检。

PLC处理器3可以集中处理多路断纱检测信号，在实现对每一路断纱报警信号的滤波处理与监测报警的同时，还结合是否开启或关闭某个纱路的断纱检测控制逻辑相联，集中管理各个纱路的断纱检测使能与报警检测。

Claims (4)

1.一种扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：包括断纱检测机架（1）、断纱实时检测电路（2）和PLC控制器（3），一个完整纱路上的断纱检测机架（1）由多条分段式断纱检测机架（101）组成，一个完整纱路上的断纱实时检测电路（2）由多条分段式断纱检测电路（201）构成；每一条分段式断纱检测电路（201）包括一条分段式断纱检测机架（101）、一个二极管（2001）和一个LED报警指示灯（2002），每条分段式断纱检测机架（101）包含一片内导电片（1002）、一片绝缘层（1003）、一片外导电片（1004）以及与扁丝头纹数相同的多片落纱筘（1001）；所述内导电片（1002）通过电缆线与直流电源输入负极（204）直接相连，外导电片（1004）通过电缆线与二极管（2001）的负极、LED报警指示灯（2002）的负极相连，LED报警指示灯（2002）与直流电源输入正极（202）直接相连，一个完整纱路上的所有二极管（2001）的正极相连，其电平信号作为报警输出信号（203）输出至PLC控制器（3）。

2.如权利要求1所述的扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：所述多个分段式断纱检测电路通过并联逻辑汇总成唯一的报警输出信号（203）至PLC控制器（3）。

3.如权利要求1所述的扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：每一片落纱筘（1001）均用钢片制成。

4.如权利要求1所述的扁丝经编机用断纱检测系统，其特征是：每一片落纱筘（1001）的内部有顶端为斜坡的长条形槽孔，落纱筘（1001）从纱线上方往下穿过扁丝纱线，以及位于扁丝纱线下方的内导电片（1002）、绝缘层（1003）和外导电片（1004）。