CN108532115A - 用于圆纬机控制的pwm控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆纬机控制的PWM控制系统，控制器包括控制面板，控制面板再与接口分配板相连，接口分配板中的FPGA芯片连接控制面板接收其控制指令，FPGA芯片的输出端与牛角插座相连，牛角插座再通过数据串接线连接作为执行机构的选针器，选针器中配置有选针驱动板和驱动选针片动作的电磁线圈，选针驱动板根据FPGA芯片发出的控制指令向对应的电磁线圈发出励磁用的PWM信号，其中，PWM信号为低占空比的PWM控制波形，包括动作激励波形和动作保持波形，动作激励波形为长时高电平信号，动作保持波形为间隔的多个短时高电平信号。本发明能够吸合并保持选针器的动作，同时能够有效降低功耗，同时减少选针器的发热量，延长选针器的使用寿命。

Description

用于圆纬机控制的PWM控制系统

技术领域

本发明涉及纺织机械控制装置技术领域，特别是涉及一种用于圆纬机控制的PWM控制系统。

背景技术

针织圆纬机，又名圆形纬编针织机，是将织针配置在圆形针筒上、用以生产圆筒形纬编织物的针织机，而其中针对圆纬机的针织过程进行控制的控制器就是其极重要的一个组成部分。

目前的圆纬机控制器是在嵌入式控制面板上布置驱动板、接口分配板与电磁选针器单元相连，对选针器进行对应控制，配合提花器实现针织提花的动作。但是现有的控制方式在激励电磁线圈使用的是长时高电平信号，这就导致了选针器的电磁线圈始终处于持续通电状态，能耗大，长时间的通电还会产生大量的热量，导致选针器的发热量增大，降低选针器的使用寿命。

另外，通常当系统异常掉电时，圆机失去动力，但由于惯性的作用，机械运动会在约0.5秒后才能完全静止，同时执行机构选针器也会因为失去电源电磁线圈立即停止动作，导致无法同步输出正确的选针动作，也就是在电源掉电到圆机静止这个过程中，出现异常编织的情况，圆机正在编织的花型图案被破坏。

因此需要一种新的控制系统来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于圆纬机控制的PWM控制系统，能够吸附并保持选针器的动作，同时能够有效降低功耗，同时减少选针器的发热量，延长选针器的使用寿命。

进一步地，本发明增设了断电补偿，解决了针织圆纬机断电亦能让电磁线圈正常工作，使得同步输出正确的选针动作，保证编织花型图案不变。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种用于圆纬机控制的PWM控制系统，控制器包括控制面板，所述控制面板再与接口分配板相连，所述接口分配板中的FPGA芯片连接控制面板接收其控制指令，所述FPGA芯片的输出端与牛角插座相连，所述牛角插座再通过数据串接线连接作为执行机构的选针器，在所述接口分配板的侧边具有电源接线端子，开关电源经电源接线端子接入所述接口分配板用于为所述接口分配板提供工作电压，选针器中配置有选针驱动板和驱动选针片动作的电磁线圈，所述选针驱动板根据所述FPGA芯片发出的控制指令向对应的电磁线圈发出励磁用的PWM信号，其中，所述PWM信号为低占空比的PWM控制波形，包括动作激励波形和动作保持波形，所述动作激励波形为长时高电平信号，所述动作保持波形为间隔的多个短时高电平信号。

对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化实施方案。

进一步地，所述选针器中设置有N个选针片，所述选针驱动板对应产生N路PWM信号，每路PWM信号分别按地址对应激励一个选针片所对应的电磁线圈。

更进一步地，所述选针驱动板包括产生控制用的PWM信号的第二FPGA芯片和断路检测电路，所述断路检测电路用于检测选针驱动板中的N路PWM信号是否发送完全，在检测出现断路时，发出告警。

进一步地，所述PWM控制系统在接口分配板处配置有断电补偿系统，所述断电补偿系统包括掉电检测电路和储能模块，所述掉电检测电路与AC220V输入端相连，用于检测所述AC220V输入端的供电情况，所述掉电检测电路与所述储能模块的触发端相连，所述储能模块的输出端与所述开关电源相连，掉电时所述掉电检测电路启动并向所述储能模块发出触发信号，所述储能模块向所述开关电源短时供电。

更进一步地，所述储能模块为可充放电的超级电容，市电经整流电路后对所述超级电容进行充电，放电时间为0.4S~0.6S。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的PWM控制系统，通过低占空比的PWM波形对选针器中的电磁线圈进行励磁，在激励线圈吸附快速动作时采用长时高电平之后，而在电磁线圈动作后则通过间隔的短时高电平信号使得线圈保持吸附状态，进而既能够实现对于选针器中电磁线圈的有效激励，同时还能够降低能耗，减少选针器的发热量，进而延长选针器的使用寿命。

进一步地，本发明的断电补偿系统，应用于针织圆纬机的断电制停后的有效补偿，采用储能模块，经掉电检测实现对储能模块的触发，使得储能模块能够让开关电源掉电到圆纬机静止这个过程中，作为执行机构的选针器可以同步输出正确的选针动作，下次重新恢复上电时，只需恢复到掉电后圆纬机完全静止时的状态，即可进行无缝的连续编织，这样就能够保证异常掉电时的编织连续性，避免不必要的浪费，保证产品质量，提高织物的成品率。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的具有PWM控制系统的圆纬机控制系统的整体结构框图；

图2为图1中所示的选针器的内部结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的PWM控制系统所采用的PWM信号的波形。

其中，附图标记说明如下：

1、控制面板；2、接口分配板；3、牛角插座；

4、选针器，41、选针驱动板，42、电磁线圈，43、选针片，44、断路检测电路，45、第二FPGA芯片；

5、开关电源；6、数据串接线；7、FPGA芯片；8、储能模块；9、掉电检测电路；10、整流电路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例描述了一种用于圆纬机控制的PWM控制系统，如图1所示，控制器包括控制面板1，所述控制面板1再与接口分配板2相连，所述接口分配板2中的FPGA芯片7连接控制面板1接收其控制指令，所述FPGA芯片7的输出端与牛角插座3相连，所述牛角插座3再通过数据串接线6连接作为执行机构的选针器4，在所述接口分配板2的侧边具有电源接线端子，开关电源5经电源接线端子接入所述接口分配板2用于为所述接口分配板2提供工作电压，选针器4中配置有选针驱动板41和驱动选针片43动作的电磁线圈42，所述选针驱动板41根据所述FPGA芯片7发出的控制指令向对应的电磁线圈42发出励磁用的PWM信号，其中，所述PWM信号为低占空比的PWM控制波形，如图3所示，包括动作激励波形和动作保持波形，所述动作激励波形为长时高电平信号，所述动作保持波形为间隔的多个短时高电平信号。

本实施例中，所针对的圆纬机中共设有72组选针器4，如图2所示，每组选针器4通常还具有8个选针片43，在选针器4中对应每个选针片43分别设置有一个电磁线圈42对选针片43进行控制，电磁线圈42通电即能够产生磁力、吸附对应的选针片43使其动作，电磁线圈42的受激励与否即可决定选针片43进行对应的动作，每个选针器4中分别设置有选针驱动板41，选针驱动板41中的第二FPGA芯片45可产生对应的8路PWM信号，对选针器45中的8个选针片43进行控制。

进一步地，所述选针驱动板41中还设有断路检测电路44，所述断路检测电路44用于检测选针驱动板41中的N路PWM信号是否发送完全，在检测出现断路时，发出告警。

本实施例的PWM控制系统，通过低占空比的PWM波形对选针器4中的电磁线圈42进行励磁，在激励线圈吸附快速动作时采用长时高电平之后，而在电磁线圈42动作后则通过间隔的短时高电平信号使得线圈保持吸附状态，进而既能够实现对于选针器4中电磁线圈42的有效激励，同时还能够降低能耗，减少选针器4的发热量，进而延长选针器4的使用寿命。

进一步地，所述PWM控制系统在接口分配板2处配置有断电补偿系统，所述断电补偿系统包括掉电检测电路9和储能模块8，所述掉电检测电路9 与AC220V输入端相连，用于检测所述AC220V输入端的供电情况，所述掉电检测电路9与所述储能模块8的触发端相连，所述储能模块8的输出端与所述开关电源5相连，掉电时所述掉电检测电路9启动并向所述储能模块8发出触发信号，所述储能模块8向所述开关电源5短时供电。

更进一步地，所述储能模块8为可充放电的超级电容，市电经整流电路10后对所述超级电容进行充电，所述超级电容在放电时的放电时间（时长）为0.4S~0.6S。

本实施例的断电补偿系统，应用于针织圆纬机的断电制停后的有效补偿，采用储能模块8，经掉电检测实现对储能模块8的触发，使得储能模块8能够让开关电源5掉电到圆纬机静止这个过程中，作为执行机构的选针器4可以同步输出正确的选针动作，下次重新恢复上电时，只需恢复到掉电后圆纬机完全静止时的状态，即可进行无缝的连续编织，这样就能够保证异常掉电时的编织连续性，避免不必要的浪费，保证产品质量，提高织物的成品率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于圆纬机控制的PWM控制系统，控制器包括控制面板，所述控制面板再与接口分配板相连，所述接口分配板中的FPGA芯片连接控制面板接收其控制指令，所述FPGA芯片的输出端与牛角插座相连，所述牛角插座再通过数据串接线连接作为执行机构的选针器，在所述接口分配板的侧边具有电源接线端子，开关电源经电源接线端子接入所述接口分配板用于为所述接口分配板提供工作电压，其特征在于，选针器中配置有选针驱动板和驱动选针片动作的电磁线圈，所述选针驱动板根据所述FPGA芯片发出的控制指令向对应的电磁线圈发出励磁用的PWM信号，其中，所述PWM信号为低占空比的PWM控制波形，包括动作激励波形和动作保持波形，所述动作激励波形为长时高电平信号，所述动作保持波形为间隔的多个短时高电平信号。

2.根据权利要求1所述的用于圆纬机控制的PWM控制系统，其特征在于，所述选针器中设置有N个选针片，所述选针驱动板对应产生N路PWM信号，每路PWM信号分别按地址对应激励一个选针片所对应的电磁线圈。

3.根据权利要求2所述的用于圆纬机控制的PWM控制系统，其特征在于，所述选针驱动板包括产生控制用的PWM信号的第二FPGA芯片和断路检测电路，所述断路检测电路用于检测选针驱动板中的N路PWM信号是否发送完全，在检测出现断路时，发出告警。

4.根据权利要求1所述的用于圆纬机控制的PWM控制系统，其特征在于，所述PWM控制系统在接口分配板处配置有断电补偿系统，所述断电补偿系统包括掉电检测电路和储能模块，所述掉电检测电路与AC220V输入端相连，用于检测所述AC220V输入端的供电情况，所述掉电检测电路与所述储能模块的触发端相连，所述储能模块的输出端与所述开关电源相连，掉电时所述掉电检测电路启动并向所述储能模块发出触发信号，所述储能模块向所述开关电源短时供电。

5.根据权利要求4所述的用于圆纬机控制的PWM控制系统，其特征在于，所述储能模块为可充放电的超级电容，市电经整流电路后对所述超级电容进行充电，放电时间为0.4S~0.6S。