CN201169720Y - 一种用排布机进行排纱的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用排布机进行排纱的控制装置。由纤维放卷装置、纤维收卷装置、纤维纠偏装置组成的收放卷张力控制装置；由胶液补充装置、胶液搅拌装置，胶液加热器组成的胶液配给控制装置；绕线辊装置；排纱辊装置；红外烤灯；排纱设备控制器，控制器是整个控制系统的核心，用于控制整个系统联动。实现了各装置和排纱设备控制器的联动，大大降低了操作人员的劳动强度和人为操作错误所引起产品报废的可能性，提高控制精度和可扩展性。采用中央处理器进行控制和调节，接受现场发来得各种控制命令，总线通讯接口，可以与计算机连接，进行远程监控和数据采集，集测量、控制、保护、通讯于一体；使系统运算速度快、存储容量大、功能多、扩展性强。

Description

一种用排布机进行排纱的控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种用排布机进行排纱的控制装置。

背景技术

目前的排布机的控制系统一般采用数控系统为主，PLC、温度控制仪表、张力控制器、中间继电器等为辅的控制方式，即由数控系统实现对绕线辊和排纱棍控制，通过操作人员在张力控制器、温度控制仪表上直接设定温度、张力控制温度。这种控制操作方式，存在着一些不足。总结起来有以下几个方面：

1)、用张力控制器、温度控制仪表和中间继电器等实现对张力、温度的调节，这种控制调节方式由于仪表的局限性，降低了控制系统精度和可扩展性。

2)、仪表显示信息量太少，操作界面多为英文界面，显示信息为字符代码，信息不直观。

3)、由操作人员在控制仪表上直接设定温度，张力。这种操作方式的方式大大增加了操作人员的劳动强度和人为输入错误所引起的产品报废的可能性。这种陈旧的操作方法已难以满足新产品工艺要求和现代化的需要。

4)、数控系统的操作难度大，对操作人员要求高。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了克服以上的缺点，提供集测量、控制、保护、通讯诸功能于一体，实现对张力、温度、密度、绕线速度，排纱间距、排纱宽度、电气控制和保护设备的自动化的一种用排布机进行排纱的控制装置。

为了达到上述功能目的，本实用新型技术方案是这样解决的：一种用排布机进行排纱的控制装置，其本实用新型改进之处在于包括工业控制计算机，触摸屏过RS485接口与排纱设备控制器的一端连接，依次将绕线辊速度信号，排纱辊速度信号，行程开关信号，各电机故障，现场操作按钮，胶液温度信号，胶液密度信号，纤维张力信号，纤维温度信号，纤维位置信号的另一端与排纱设备控制器的一端连接；依次将绕线辊速度信号，排纱辊速度信号，行程开关信号，各电机故障，现场操作按钮，胶液温度信号，胶液密度信号，纤维张力信号，纤维温度信号，纤维位置信号的另一端分别与排布机的一端连接；排纱设备控制器的另一端分别与无纸记录仪，故障信号指示，纤维纠偏装置，胶液补充装置，胶液搅拌装置，两台交流固态继电器，四台伺服控制器连接；四台伺服控制器的另一端分别与绕线辊装置，排纱辊装置、纤维放卷装置，纤维收卷装置的一端连接；两台交流固态继电器的另一端分别红外烤灯，胶液加热器的一端连接；依次将纤维纠偏装置，胶液补充装置，胶液搅拌装置，绕线辊装置，排纱辊装置、纤维放卷装置，纤维收卷装置，红外烤灯，胶液加热器的另一端分别排布机的另一端连接，上述所说排纱设备控制器包括自动检测电路分别和接口与控制，输出驱动电路连接；接口与控制又分别与显示部件，通讯接口，中央处理器，电源回路连接；中央处理器与存储器连接。

由纤维放卷装置、纤维收卷装置、纤维纠偏装置组成的收放卷张力控制装置；由胶液补充装置、胶液搅拌装置，胶液加热器组成的胶液配给控制装置；绕线辊装置；排纱辊装置；红外烤灯；排纱设备控制器，控制器是整个控制系统的核心，用于控制整个系统联动。采用单片机进行控制和调节，它包括自动检测电路，采集现场传感器的原始数据，如绕线辊速度信号，排纱辊速度信号，行程开关信号，各电机故障，现场操作按钮，胶液温度信号，胶液密度信号，纤维张力信号，纤维温度信号，纤维位置信号等并将信号送入中央处理器；输出驱动电路，根据触摸屏设定的纤维丝数、纤维张力，胶液温度，胶液密度，绕线速度、排纱间距、排纱宽度等信息，排纱设备控制器经计算后，通过PID及模糊运算控制收放卷张力控制装置，胶液配给控制装置；绕线辊装置；排纱辊装置；红外烤灯等现场控制机构，达到张力，温度、绕线速度、排纱间距、排纱宽度的稳定控制。接受现场发来得各种控制命令，如绕线辊正反转、排纱辊正反转、胶液搅拌、胶液补给等等；触摸屏，用于参数的设置，张力、温度、密度、绕线速度，排纱间距、排纱宽度等数据输入及监控当前工作状态；无纸记录仪采集记录实时数据。RS232，CAN总线通讯接口，可以与计算机等设备连接，进行远程监控和数据采集。

本实用新型与现有技术相比，该控制装置集测量、控制、保护、通讯诸功能于一体。需采用软、硬件技术，实现张力、温度、密度、绕线速度，排纱间距、排纱宽度、电气控制和保护设备的自动化，利用远程控制可以对系统进行参数设置、张力、温度、密度、绕线速度、排纱间距、排纱宽度等数据输入、监控当前工作状态，可在线编程，全汉化界面，实时记录数据。其主要有以下优点：

★集测量、控制、保护、通讯于一体；可以记录、储存运行及故障参数；

★采用高性能单片机，使系统运算速度快、存储容量大、功能多、扩展性强；

★友好的人机界面，采用最先进的宽温、宽视野、宽背光液晶显示器，循环显示实时的测量值以及汉字显示故障报告、遥信信息，方便的操作菜单和键盘使各种功能均可以在当地实现。

★高性能的网络通讯，可提供基于RS232、CAN总线接口。

★完善的自检体系和高性能的软、硬件技术大大提高了保护、测控的可靠性，真正做到了无人值班和免维护。

附图说明

附图1为本实用新型方框结构示意图；

附图2为图1排纱设备控制器方框结构示意图；

图3为图2中央处理器和电源回路电路原理图；

图4为图2自动检测回路和输出驱动回路电路原理图；

图5为图2RS232通讯接口和存储器电路原理图。

图6为图2CAN总线通讯接口电路原理图。

具体实施方式：

附图为本实用新型实施例

下面结合附图对本实用新型发明内容做进一步说明：

本实用新型的实施如图1所示：一种用用排布机进行排纱的控制装置，包括工业控制计算机1，触摸屏2通过RS485接口与排纱设备控制器14的一端连接；绕线辊速度信号3，排纱辊速度信号4，行程开关信号5，各电机故障6，现场操作按钮7，胶液温度信号8，胶液密度信号9，纤维张力信号10，纤维温度信号11，纤维位置信号12的另一端与排纱设备控制器14的一端连接；绕线辊速度信号3，排纱辊速度信号4，行程开关信号5，各电机故障6，现场操作按钮7，胶液温度信号8，胶液密度信号9纤维张力信号10，纤维温度信号11，纤维位置信号12的另一端分别与排布机13的一端连接；排纱设备控制器14的另一端分别与无纸记录仪15，故障信号指示16，纤维纠偏装置17，胶液补充装置18，胶液搅拌装置19，两台交流固态继电器26，四台伺服控制器27连接；四台伺服控制器27的另一端分别与绕线辊装置20，排纱辊装置21、纤维放卷装置22，纤维收卷装置23的一端连接；两台交流固态继电器26的另一端分别红外烤灯24，胶液加热器25的一端连接；纤维纠偏装置17，胶液补充装置18，胶液搅拌装置19，绕线辊装置20，排纱辊装置21、纤维放卷装置22，纤维收卷装置23，红外烤灯24，胶液加热器25的另一端分别排布机13的另一端连接。

图2所示为排纱设备控制器，包括自动检测电路28分别和接口与控制29，输出驱动电路35连接；接口与控制29又分别与显示部件30，通讯接口34，中央处理器32，电源回路31连接；中央处理器32与存储器33连接。

图3所示为图2中央处理器和电源回路电路原理图，其中包括由U1(HZD10-24S05构成的电源回路，提供5V工作电压给热压固化成型设备控制器的U2中央处理器MB90F549G和接口控制电路；由U5(MAX706MJA构成的看门狗电路，当系统上电或手动复位时产生复位脉冲输出至CPU。在工作过程中，一定的时间内看门狗输入未被触发，则看门狗输出使CPU复位。设置看门狗功能提供了一种使系统从瞬时故障中自动恢复的能力，保证单片机的可靠复位。

图4所示为图2自动检测回路和输出驱动回路电路原理图，包括：由U12(ADR292 5V/4.096V构成的，模拟量基准电压参考电路，基准电压(Voltagereferences)是当代模拟集成电路极为重要的组成部分，它对高新模拟电子技术的应用与发展具有重要作用。在许多集成电路中，如数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)、线性稳压器和开关稳压器等，都需要精密而又稳定的电压基准；由J1等构成的模拟量输入输出接口电路，它与中央处理器U1连接，实现模拟量的检测和控制输出；由J2、高可靠性光电耦合器4GH302等构成的数字量检测输入控制电路，它与中央处理器U1连接，实现数字量信号的检测。；由J3、SC50等构成的数字量输出驱动电路，它与中央处理器U1连接，实现数字量的输出控制。

图5所示为图2存储器电路和RS232通讯接口原理图，包括：由U3(CY62256SDRAM、U4(AT28C256 E2PROM构成的存储器电路，它与它与中央处理器U1连接，实现外部数据存储记录功能；由U11(DCP010505P构成的通讯电源回路，隔离通讯电源，使RS232通讯和CAN总线通讯的抗干扰能力得到很大的改善；由6N137高速光电耦合器、MAX232通讯模块等构成RS232通讯接口电路，它与它与中央处理器U1连接，实现RS232通讯功能，同时又可作为中央处理器U1编程口。

图6所示为图2CAN总线通讯接口原理图，由6N137高速光电耦合器、PCA82C250等构成CAN总线通讯接口电路，它与中央处理器U1连接，实现CAN总线通讯功能。

具体工作原理如下：由图1至图5可知

1、通过触摸屏2或现场操作按钮7控制排纱辊装置21回到零点。

2、将纤维丝手动压在绕线辊装置20压条上。

3、通过触摸屏2设定纤维张力、胶液温度、胶液密度、绕线速度，排纱间距，排纱宽度等数据。

4、通过触摸屏2启动由纤维放卷装置22、纤维收卷装置23、纤维纠偏装置17组成的收放卷张力控制装置；由胶液补充装置18、胶液搅拌装置19，胶液加热器25组成的胶液配给控制装置；绕线辊装置20；排纱辊装置21；红外烤灯24。

5、根据触摸屏2设定的纤维张力，排纱设备控制器14实时检测纤维张力信号10与纤维位置信号12，与触摸屏2设定的纤维张力比较，通过PID和模糊运算后经输出驱动电路35控制纤维放卷装置22、纤维收卷装置23、纤维纠偏装置17，以达到张力的稳定控制。

6、根据触摸屏2设定的纤维温度，排纱设备控制器14实时检测纤维温度信号11，与触摸屏2设定的纤维温度比较，通过PID和模糊运算后经输出驱动电路35控制交流固态继电器26、红外烤灯24，以达到纤维温度的稳定控制。

7、根据触摸屏2设定的胶液温度，排纱设备控制器14实时检测胶液温度信号8，与触摸屏2设定的纤维温度比较，通过PID和模糊运算后经输出驱动电路35控制交流固态继电器26、胶液加热器25，以达到胶液温度的稳定控制。

8、根据触摸屏2设定的胶液密度，排纱设备控制器14实时检测胶液密度信号9，与触摸屏2设定的纤维温度比较，通过PID和模糊运算后经输出驱动电路35控制胶液补充装置18、胶液搅拌装置19，以达到胶液密度的稳定控制。

9、根据触摸屏2设定的绕线速度，排纱间距，纤维丝数，排纱宽度等数据，排纱控制器14实时检测绕线辊速度信号3，排纱辊速度信号4，经排纱控制器14根据绕线速度，排纱间距，纤维丝数等计算后，通过PID和模糊运算后经输出驱动电路35控制伺服控制器27、绕线辊装置20、排纱辊装置21，以达到绕线速度，排纱间距，排纱宽度的稳定控制。

10、在整个运行过程中，排纱设备控制器14的自动检测电路28，实时检测绕线辊速度信号3，排纱辊速度信号4，行程开关信号5，各电机故障6，现场操作按钮7，胶液温度信号8，胶液密度信号9，纤维张力信号10，纤维温度信号11，纤维位置信号12及触摸屏2等信号经排纱成型设备控制器14判断各信号是否符合工艺要求，并实时对各种现场情况作出响应。例：根据行程开关信号5，判断排纱辊装置21位置是否越限，当发生排纱辊装置21位置越限，排纱设备控制器14通过输出驱动电路路输出报警信号；根据纤维张力信号10，判断纤维是否断纱，当发生纤维断纱时，停止绕线辊装置20、排纱辊装置21运转，并记录断纱位置，排纱设备控制器14通过输出驱动电路路输出断纱报警信号，当人工已对报警作出应答和处理后，从断纱位置起继续运行排纱程序。

11、在运行过程中，无纸记录仪实时记录绕线辊速度信号3，排纱辊速度信号4，胶液温度信号8，胶液密度信号9，纤维张力信号10，纤维温度信号11，纤维位置信号12等反馈信号。

12当排纱结束后，排纱设备控制器14通过输出驱动回路停止由纤维放卷装置22、纤维收卷装置23、纤维纠偏装置17组成的收放卷张力控制装置；由胶液补充装置18、胶液搅拌装置19，胶液加热器25组成的胶液配给控制装置；绕线辊装置20；排纱辊装置21；红外烤灯24等装置。

另外，控制器系统还设置了数据传输功能，可通过CAN总线和RS232接口传送和接受数据，包括传送实时绕线辊速度信号，排纱辊速度信号，胶液温度信号，胶液密度信号，纤维张力信号，纤维温度信号，纤维位置信号，及当前工作状态状态等，同时还可以接收操作指令；操作控制软件采用全中文界面，采用最先进的宽温、宽视野、高亮度液晶显示触摸屏，循环显示实时的测量值以及汉字显示故障报告、遥控信信息，方便的操作菜单和键盘使各种功能均可以在当地实现。

通过上述操作，实现了各装置和排纱设备控制器14的联动，大大降低了操作人员的劳动强度和人为操作错误所引起的产品报废的可能性，提高了控制系统精度和可扩展性。改变了以往多仪表，多控制器局限性，降低了操作难度。广泛用于先进复合材料在航天工程的制造领域，有很高社会和经济效益。

Claims (4)

1、一种用排布机进行排纱的控制装置，其特征在于包括工业控制计算机(1)，触摸屏(2)通过RS485接口与排纱设备控制器(14)的一端连接；依次将绕线辊速度信号(3)，排纱辊速度信号(4)，行程开关信号(5)，各电机故障(6)，现场操作按钮(7)，胶液温度信号(8)，胶液密度信号(9)，纤维张力信号(10)，纤维温度信号(11)，纤维位置信号(12)的另一端与排纱设备控制器(14)的一端连接；依次将绕线辊速度信号(3)，排纱辊速度信号(4)，行程开关信号(5)，各电机故障(6)，现场操作按钮(7)，胶液温度信号(8)，胶液密度信号(9)纤维张力信号(10)，纤维温度信号(11)，纤维位置信号(12)的另一端分别与排布机(13)的一端连接；排纱设备控制器(14)的另一端依次将分别与无纸记录仪(15)，故障信号指示(16)，纤维纠偏装置(17)，胶液补充装置(18)，胶液搅拌装置(19)，两台交流固态继电器(26)，四台伺服控制器(27)连接；四台伺服控制器(27)的另一端分别与绕线辊装置(20)，排纱辊装置(21)、纤维放卷装置(22)，纤维收卷装置(23)的一端连接；两台交流固态继电器(26)的另一端分别红外烤灯(24)，胶液加热器(25)的一端连接；纤维纠偏装置(17)，胶液补充装置(18)，胶液搅拌装置(19)，绕线辊装置(20)，排纱辊装置(21)、纤维放卷装置(22)，纤维收卷装置(23)，红外烤灯(24)，胶液加热器(25)的另一端分别排布机(13)的另一端连接，上述所说排纱设备控制器(14)包括自动检测电路(28)分别和接口与控制电路(29)、输出驱动电路(35)连接；接口与控制电路(29)又分别依次与显示部件(30)、通讯接口(34)、中央处理器(32)、电源回路(31)连接；中央处理器(32)与存储器(33)连接。

2、根据权利要求1所述的一种用排布机进行排纱的控制装置，其特征在于所述的自动检测回路(28)分别与绕线辊速度，排纱辊速度，行程开关，各电机故障，现场操作按钮，胶液温度，胶液密度，纤维张力，纤维温度，纤维位置信号相连接，并将检测信号经接口与控制回路送到中央处理器(32)。

3、根据权利要求1所述的一种用排布机进行排纱的控制装置，其特征在于所述的输出驱动电路(35)与故障信号指示，纤维纠偏装置，胶液补充装置，胶液搅拌装置，两台交流固态继电器，四台伺服控制器，绕线辊装置，排纱辊装置、纤维放卷装置，纤维收卷装置，红外烤灯，胶液加热器连接。

4、根据权利要求1所述的一种用排布机进行排纱的控制装置，其特征在于所述排纱设备控制器(14)还连接一个标准的CAN总线接口和一个标准的RS232接口。

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