CN205693599U - 一种加弹机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加弹机控制系统，包括：中央处理器单元，输出变频器控制信号；变频器组件，用以调节电机转速；指令输入单元，用以向中央处理器单元发送操作指令；校验指令生成单元，用以生成具有随机脉宽的载波信号；调制器单元，将变频器控制信号加载至载波信号中，生成传输信号；校验单元，用以采集变频器信号输入端之前的载波信号，将其与预设值作比较，若存在差值且差值范围超过阈值，输出报警信号，有益效果如下：通过载波信号传输各个控制信号，使得控制信号的传输不易受到外界的干扰；通过设置校验单元，比较出载波信号在信号传输线中的延时变化情况，避免由于电机之间的转速差异造成的纱线绷断等情况发生，有利于提高生产效率。

Description

一种加弹机控制系统

技术领域

本实用新型涉及纺织设备技术领域，更具体地说，它涉及一种加弹机控制系统。

背景技术

加弹机是化纤工业中锦纶、涤纶长丝生产的重要设备,普通纤维经过加弹机的处理之后变成了具有高弹力的纤维。在加弹机中，一般包括一罗拉驱动电机、假捻驱动电机、二罗拉驱动电机、上油电机以及槽筒电机等。在现有技术中，上述各个电机的调速一般是由变频器实现的，即通过改变加到电机驱动端子两端的电流换向频率，实现对电机的速度控制。由于电机分布在机器的各个地方，信号线的长度加长，则信号的传递时间可能会由于时延、信号线自身电容等因素出现细微的偏差，一旦出现偏差，各个电机的转速同样将会出现细微的差异，便极有可能使得纱线绷断或纱线的弹力系数偏离设定值。因此，为了保证调速的精确性，避免各个电机之间转速出现偏差的状况，实际应用中常常将电机驱动电路中的变频器及其控制器设置在距离电机较近的位置。上述设置也存在一个缺陷，即当其中一个PCB电路板出现问题时，很难查找到相应的问题点所在，因此很难维修，给纺织生产带来许多不便。

实用新型内容

针对实际运用中加弹机各个功能电机之间转速控制不精确不稳定，容易造成纱线绷断的问题，本实用新型提出了一种加弹机控制系统，具体方案如下：

一种加弹机控制系统，包括：

中央处理器单元，与多个变频器控制连接，用以输出多个变频器控制信号；

变频器组件，包括多个变频器，多个所述变频器的信号输出端分别与加弹机各个功能电机的驱动电路耦接，接收并响应于所述变频器控制信号，用以调节电机转速；

指令输入单元，包括一液晶触摸显示屏，与中央处理器单元信号连接，用以向中央处理器单元发送操作指令；

校验指令生成单元，用以生成一具有随机脉宽的载波信号；

调制器单元，接收多个所述变频器控制信号及所述载波信号，将多个所述变频器控制信号分别加载至所述载波信号中，生成多个对应的传输信号；

校验单元，包括多个信号解调器、信号采集模块以及滤波器，分别设于各个变频器的信号输入端之前，用以采集变频器信号输入端之前的载波信号，并将其与预设值作比较，若二者存在差值且差值范围超过阈值，则输出一报警信号；

警示单元，接收所述报警信号，输出现场报警信号和/或远程报警信号。

通过上述技术方案，首先将原有的信号直接传输的方式变为利用载波信号进行传输，减少了外界对各个控制信号的干扰。其次，通过检测载波信号的变化，从而确定信号在信号传输线中是否存在延时，若延时的时间超出预定范围，则将导致各个电机之间的转速或摆动频率与预期不一样，导致纱线出现绷断的情况出现。通过上述警示单元，可以对加弹机的实时运转状态进行监测，当加弹机出现问题时，也能够很快找到问题所在，有利于生产的顺利进行。

进一步的，所述校验指令生成单元包括：

一寄存器，用以产生一随机数，用以随机产生所述载波信号的脉宽；

一波形生成输出模块，接收所述寄存器产生的随机数，以所述随机数作为载波的脉宽参数用以生成所述载波信号。

通过上述技术方案，使得载波信号具有唯一特定的脉宽，方便后期对提取出的载波信号进行校验比较。

进一步的，所述校验单元包括：

一预设值生成模块，包括多个延时模块，多个所述延时模块的信号输入端均耦接于所述校验指令生成单元并接收所述载波信号，多个延时模块的信号输出端分别输出多个预设值信号；

阈值生成模块，用以生成一阈值信号；

多个信号解调器，分别接收多个所述传输信号，经解调后输出多个对应的待验证载波信号及变频器控制信号，多个所述待验证载波信号输出至第一比较模块，所述变频器控制信号输出至对应的变频器；

第一比较模块，接收多个所述预设值信号及待验证载波信号，并将其一一对应进行比较，输出多个差值信号；

第二比较模块，接收所述阈值信号及多个所述差值信号，并将多个所述差值信号与阈值信号做比较，若差值信号超出阈值信号的范围，输出所述报警信号。

通过上述技术方案，首先对传输信号进行解调，提取出对应的载波信号与变频器控制信号，变频器控制信号给到变频器进行变频控制，载波信号则输出至校验单元作比较，由于载波信号的脉宽是随机且特定的，因此，在没有延时的情况下，其脉宽与预设值所包含的波形应当在时间上一一对应，若出现差值且差值大于阈值，则可断定出信号传输线路由于外界的影响出现了延时，此后输出报警信号，提心工作人员注意，避免长时间的延时造成各个功能电机出现较大的转速变化。

进一步的，所述警示单元包括：

现场报警端，与所述校验单元信号连接，包括发光元件和发音元件及其对应的控制电路模块；

远程报警端，与所述校验单元信号连接，包括WIFI远程通信模块、GPRS通信模块及其对应的控制电路模块。

通过上述技术方案，可以提醒现场操作人员，也可以远程提醒管理或维护人员。

进一步的，多个所述延时模块的延时时间长度分别与其所在的信号传输线电容量大小呈反相关设置。

通过上述设置，由于导线的电容量越大，在传输信号时信号的延时就越长，因此，通过主动调节信号传输线的延时长度，可以使得第一比较器能够在同一时间接收到校验指令生成单元生成的载波信号，避免后期的比较误差。

进一步的，所述中央处理器单元由PLC或FPGA或ARM搭建而成。

通过上述技术方案，可以由寄存器随机生成随机数从而改变载波信号的脉宽。

进一步的，所述加弹机控制系统还包括：

摆频控制信号生成模块，内置有一摆频波形生成器，用以产生一摆频控制信号输出至加弹机的槽筒电机。

通过上述技术方案，可以避免纱线在绕线时套筒表面出现鼓包的情况。

进一步的，所述摆频控制信号生成模块内置于中央处理器单元中且信号输出端与所述调制器单元耦接，所述摆频控制信号加载至所述载波信号中传输至校验单元，解调后载波信号输出至第一比较模块，所述摆频控制信号输出至对应的槽筒电机驱动电路中。

通过上述技术方案，当摆频信号出现较大的延时时，校验单元同样会发出报警信号。

进一步的，所述中央处理器单元与各个变频器之间的信号传输线长度大于校验单元与各个变频器之间的信号传输线长度。

通过上述技术方案，使得变频器的设置不受信号传输线长度的限制，也使得校验单元与变频器之间不存在较大的延时。

综合上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：

(1)，通过载波信号传输各个控制信号，使得控制信号的传输不易受到外界的干扰，有利于各个功能电机的精确控制；

(2)，通过设置校验单元，比较出载波信号在信号传输线中的延时变化情况，当延时较大时，输出报警信号，避免由于电机之间的转速差异而造成的纱线绷断等情况发生，有利于提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型加弹机控制系统的实施例一的整体框架示意图；

图2为本实用新型校验单元及校验指令生成单元的示意图

图3为本实用新型加弹机控制系统的实施例二的整体示意图；

图4为本实用新型加弹机的工艺流程示意图。

附图标志：1、中央处理器单元；2、变频器组件；3、指令输入单元；4、校验指令生成单元；5、调制器单元；6、校验单元；7、警示单元；41、寄存器；42、波形生成输出模块；61、预设值生成模块；611、延时模块；62、阈值生成模块；63、信号解调器；64、第一比较模块；65、第二比较模块；71、现场报警端；711、LED灯；712、蜂鸣器；72、远程报警端；721、GPRS通信模块；8、电机；81、一罗拉电机；82、二罗拉电机；83、上油电机；84、槽筒电机；85、黑筒电机；86、假捻电机。

具体实施方式

本实用新型的主要是针对实际运用中加弹机各个功能电机8的转速控制不精确，存在时差而导致各个功能电机8的转速不同步，造成纱线绷断的问题，目的在于提供一种加弹机控制系统。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例一：如图1和图2所示，一种加弹机控制系统，包括：中央处理器单元1，与多个变频器控制连接，用以输出多个变频器控制信号；变频器组件2，包括多个变频器，多个变频器的信号输出端分别与加弹机各个功能电机8的驱动电路耦接，接收并响应于变频器控制信号，用以调节电机8转速；指令输入单元3，包括一液晶触摸显示屏，与中央处理器单元信号连接，用以向中央处理器单元发送操作指令；校验指令生成单元4，用以生成一具有随机脉宽的载波信号；调制器单元5，接收多个变频器控制信号及载波信号，将多个变频器控制信号分别加载至载波信号中，生成多个对应的传输信号；校验单元6，包括多个信号解调器63、信号采集模块以及滤波器，分别设于各个变频器的信号输入端之前，用以采集变频器信号输入端之前的载波信号，并将其与预设值作比较，若二者存在差值且差值范围超过阈值，则输出一报警信号；警示单元7，接收报警信号，输出现场报警信号和/或远程报警信号。

详述的，校验指令生成单元4包括：一寄存器41，用以产生一随机数，用以随机产生载波信号的脉宽；一波形生成输出模块42，接收寄存器41产生的随机数，以随机数作为载波的脉宽参数用以生成载波信号。

通过上述技术方案，使得载波信号具有唯一特定的脉宽，方便后期对提取出的载波信号进行校验比较。

详述的，校验单元6包括：

一预设值生成模块61，包括多个延时模块611，多个延时模块611的信号输入端均耦接于校验指令生成单元4并接收载波信号，多个延时模块611的信号输出端分别输出多个预设值信号；阈值生成模块62，用以生成一阈值信号；多个信号解调器63，分别接收多个传输信号，经解调后输出多个对应的待验证载波信号及变频器控制信号，多个待验证载波信号输出至第一比较模块64，变频器控制信号输出至对应的变频器；第一比较模块64，接收多个预设值信号及待验证载波信号，并将其一一对应进行比较，输出多个差值信号；第二比较模块65，接收阈值信号及多个差值信号，并将多个差值信号与阈值信号做比较，若差值信号超出阈值信号的范围，输出报警信号。

上述技术方案，重点是要保证预设值生成模块61能够在第一时间接收到校验指令生成单元4输出的载波信号，并且应当保证校验单元6的各个信号输入端同时接收到上述载波信号。首先对传输信号进行解调，提取出对应的载波信号与变频器控制信号，变频器控制信号给到变频器进行变频控制，载波信号则输出至校验单元6作比较，由于载波信号的脉宽是随机且特定的，因此，在没有延时的情况下，其脉宽与预设值所包含的波形应当在时间上一一对应，若出现差值且差值大于阈值，则可断定出信号传输线路由于外界的影响出现了延时，此后输出报警信号，提心工作人员注意，避免长时间的延时造成各个功能电机8出现较大的转速变化。

进一步详述的，警示单元7包括现场报警端71与远程报警端72两种，其中，现场报警端71与校验单元6信号连接，包括发光元件和发音元件及其对应的控制电路模块。上述的发光元件及发音元件可以采用LED灯711及蜂鸣器712，也可以将发光元件以及发音元件整合到指令输入单元3上，使得操作员可以在操作时收到上述警示信息。

对于远程报警端72，其与校验单元6信号连接，包括WIFI远程通信模块、GPRS通信模块721及其对应的控制电路模块。

通过上述两种技术方案，可以提醒现场操作人员，也可以远程提醒管理或维护人员，保证了加弹机的平稳运行。

优化的，多个延时模块611的延时时间长度分别与其所在的信号传输线电容量大小呈反相关设置。上述设置，由于导线的电容量越到，在传输信号时信号的延时就越长，因此，通过主动调节信号传输线的延时长度，可以使得第一比较器同时收到指令生成单元的载波信号，避免出现比较误差。

在本实用新型中，中央处理器单元由PLC或FPGA或ARM搭建而成。优选为PLC芯片。

为了使得加弹机具有更好的实用性，控制系统还包括：

摆频控制信号生成模块，内置有一摆频波形生成器，用以产生一摆频控制信号输出至加弹机的槽筒电机84。上述技术方案，可以避免纱线在绕线时套筒表面出现鼓包的情况。

摆频控制信号生成模块内置于中央处理器单元中且信号输出端与调制器单元5耦接，摆频控制信号加载至载波信号中传输至校验单元6，解调后载波信号输出至第一比较模块64，摆频控制信号输出至对应的槽筒电机8驱动电路中。当摆频信号出现较大的延时时，校验单元6同样会发出报警信号。

优选的，在加弹机的布线设计时，中央处理器单元与各个变频器之间的信号传输线长度大于校验单元6与各个变频器之间的信号传输线长度。主要目的在于使得校验单元6与变频器之间不存在较大的延时，保证校验的准确性。

综合上述技术方案，首先将原有的信号直接传输的方式变为利用载波信号进行传输，减少了外界对各个控制信号的干扰。其次，通过检测载波信号的变化，从而确定信号在信号传输线中是否存在延时，若延时的时间超出预定范围，则将导致各个电机8之间的转速或摆动频率与预期不一样，导致纱线出现绷断的情况出现。通过上述警示单元7，可以对加弹机的实时运转状态进行监测，当加弹机出现问题时，也能够很快找到问题所在，有利于生产的顺利进行。

实施例二，如图3所示，一种加弹机控制系统，与实施例一的区别在于将上述多个延时模块611设置于中央处理器单元的变频器控制信号输出端与变频器之间，在校验单元6中设置独立的校验指令生成器，上述独立的校验指令生成器与校验指令生成单元4共享一个时钟信号与控制指令，使得校验指令生成单元4输出载波信号的同时，独立的校验指令生成器生成并输出一相同的载波信号。如此一来，当传输到变频器的传输信号发生变化时，校验单元6中的第一比较单元便能够方便地检测到。同时，根据传输信号的差值，调整各个延时模块的延时时间，最终使得变频器控制信号能够同时到达变频器，避免了由于各个电机8转速变化不同步造成的纱线绷断的情况发生。

为了说明清楚，图4所示为加弹机工作时的工艺流程图，图中指出了加弹机相应的功能流程，及其各个功能电机的分布示意图。从图中不难发现，当相邻两个电机的转速不一致时，容易造成纱线紧绷或断裂。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种加弹机控制系统，其特征在于，包括：

中央处理器单元(1)，与多个变频器控制连接，用以输出多个变频器控制信号；

变频器组件(2)，包括多个变频器，多个所述变频器的信号输出端分别与加弹机各个功能电机(8)的驱动电路耦接，接收并响应于所述变频器控制信号，用以调节电机(8)转速；

指令输入单元(3)，包括一液晶触摸显示屏，与中央处理器单元信号连接，用以向中央处理器单元发送操作指令；

校验指令生成单元(4)，用以生成一具有随机脉宽的载波信号；

调制器单元(5)，接收多个所述变频器控制信号及所述载波信号，将多个所述变频器控制信号分别加载至所述载波信号中，生成多个对应的传输信号；

校验单元(6)，包括多个信号解调器(63)、信号采集模块以及滤波器，分别设于各个变频器的信号输入端之前，用以采集变频器信号输入端之前的载波信号，并将其与预设值作比较，若二者存在差值且差值范围超过阈值，则输出一报警信号；

警示单元(7)，接收所述报警信号，输出现场报警信号和/或远程报警信号。

2.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述校验指令生成单元(4)包括：

一寄存器(41)，用以产生一随机数，用以随机产生所述载波信号的脉宽；

一波形生成输出模块(42)，接收所述寄存器(41)产生的随机数，以所述随机数作为载波的脉宽参数用以生成所述载波信号。

3.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于,所述校验单元(6)包括：

一预设值生成模块(61)，包括多个延时模块（611），多个所述延时模块的信号输入端均耦接于所述校验指令生成单元(4)，并接收所述载波信号，多个延时模块（611）的信号输出端分别输出多个预设值信号；

阈值生成模块(62)，用以生成一阈值信号；

多个信号解调器(63)，分别接收多个所述传输信号，经解调后输出多个对应的待验证载波信号及变频器控制信号，多个所述待验证载波信号输出至第一比较模块(64)，所述变频器控制信号输出至对应的变频器；

第一比较模块(64)，接收多个所述预设值信号及待验证载波信号，并将其一一对应进行比较，输出多个差值信号；

第二比较模块(65)，接收所述阈值信号及多个所述差值信号，并将多个所述差值信号与阈值信号做比较，若差值信号超出阈值信号的范围，输出所述报警信号。

4.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述警示单元(7)包括：

现场报警端(71)，与所述校验单元(6)信号连接，包括发光元件和发音元件及其对应的控制电路模块；

远程报警端(72)，与所述校验单元(6)信号连接，包括WIFI远程通信模块、GPRS通信模块(721)及其对应的控制电路模块。

5.根据权利要求3所述的加弹机控制系统，其特征在于，多个所述延时模块（611）的延时时间长度分别与其所在的信号传输线电容量大小呈反相关设置。

6.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述中央处理器单元由PLC或FPGA或ARM搭建而成。

7.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述加弹机控制系统还包括：

摆频控制信号生成模块，内置有一摆频波形生成器，用以产生一摆频控制信号输出至加弹机的槽筒电机（84）。

8.根据权利要求7所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述摆频控制信号生成模块内置于中央处理器单元中且信号输出端与所述调制器单元(5)耦接，所述摆频控制信号加载至所述载波信号中传输至校验单元(6)，解调后载波信号输出至第一比较模块(64)，所述摆频控制信号输出至对应的槽筒电机(8)驱动电路中。

9.根据权利要求1所述的加弹机控制系统，其特征在于，所述中央处理器单元与各个变频器之间的信号传输线长度大于校验单元(6)与各个变频器之间的信号传输线长度。