CN205856745U - 一种喷气织机引纬控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种喷气织机引纬控制系统，包括控制模块、分别与控制模块连接的电源模块、网络接口模块、张力传感器模块、探纬器模块和编码器模块，所述控制模块包括FPGA、CPLD，FPGA与CPLD之间通过通信模块进行通信；张力传感器模块包括张力传感器、A/D转换芯片和第一光耦隔离电路；探纬器模块包括探纬器和第二光耦隔离电路；所述编码器模块的输出端与差分信号转换电路的输入端连接，差分信号转换电路的输出端与FPGA的织机主轴角度输入端连接。控制模块结构为FPGA+CPLD，加快了控制系统处理器的响应速度，充分利用两者之间的连线资源，加快数据传输速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种织机控制装置，尤其是一种喷气织机引纬控制系统。
背景技术
主控模块是织机引纬控制系统的控制核心，与引纬模块、电子剪刀模块一起控制喷气织机的电磁阀和电子剪刀。目前，国内大多数机型的主控模块结构均采用ARM+FPGA或DSP+FPGA的形式，FPGA只是作为ARM/DSP的引脚扩展芯片，控制功能全部集中在ARM/DSP上，单处理器的控制系统结构的数据处理速度受主控芯片的性能影响很大。并且主控模块内部通讯一般采用Canopen总线协议或RS232,通信实时性差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种喷气织机引纬控制系统，控制模块结构为FPGA+CPLD，加快了控制系统处理器的响应速度，充分利用两者之间的连线资源，加快数据传输速度。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种喷气织机引纬控制系统，包括控制模块、分别与控制模块连接的电源模块、网络接口模块、张力传感器模块、探纬器模块和编码器模块，所述控制模块包括FPGA、CPLD，FPGA与CPLD之间通过通信模块进行通信；
网络接口模块包括以太网物理层芯片，以太网物理层芯片配置为RII接口、全双工的工作模式，分别与FPGA和Ether MAC总线连接；
张力传感器模块包括张力传感器、A/D转换芯片和第一光耦隔离电路，张力传感器的输出端与A/D转换芯片的数据输入端连接，A/D转换芯片的数据输出端和控制端分别与第一光耦隔离电路的输入端连接，第一光耦隔离电路的输出端与FPGA的张力输入端连接；
探纬器模块包括探纬器和第二光耦隔离电路，探纬器的输出端与第二光耦隔离电路的输入端连接，第二光耦隔离电路的输出端与FPGA的纬线信号输入端连接；
所述编码器模块的输出端与差分信号转换电路的输入端连接，差分信号转换电路的输出端与FPGA的织机主轴角度输入端连接。
进一步地，电源模块包括5V电源模块和24V电源模块，5V电源模块和24V电源模块分别与编码器的接线端子连接，编码器所在电路板设置有0Ω电阻，0Ω电阻选择与编码器连接的电源模块。
本实用新型的有益效果是，
本实用新型控制模块结构为FPGA+CPLD，对于引纬系统这种需要处理器高速响应的控制系统，加快了控制系统的响应速度，充分利用两者之间的连线资源，加快数据传输速度。
附图说明
图1是喷气织机引纬控制系统通信接口示意图；
图2是喷气织机引纬控制系统结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种喷气织机引纬控制系统，应用在织机上，与引纬系统、电子剪刀系统一起控制喷气织机的电磁阀和电子剪刀。在整个控制系统中，它是EtherMAC总线与EtherMAC EVD总线之间的网关。控制并向上位机上传当前的引纬系统的参数及状态；接收并处理上位机的引纬系统配置数据；下发引纬板与电子剪刀板的配置信息及控制指令；处理探纬信号及编码器信号；处理张力传感器信号。包括控制模块、分别与控制模块连接的电源模块、网络接口模块、张力传感器模块、探纬器模块和编码器模块，张力传感器模块主要采集张力传感器的模拟量信号，并对其在主轴旋转一圈内求得平均值上传至FPGA；探纬器模块采集探纬信号模块并在开车状态下检测其是否正常；编码器模块主要采集编码器信号并将其转化为织机主轴角度。
控制模块具有三种工作状态：开车状态、停车状态和报警状态。开车状态下控制模块通过跟随主轴编码器控制整个引纬系统的正常工作，并向上位机实时反馈当前的状态信息；停车状态下主控模块相当于上位机下面级联的普通I/O模块与张力反馈模块；报警状态是引纬模块与电子剪刀模块上传错误报警以及开车引纬过程中出现探纬报警时主控模块进入的状态。
所述控制模块包括FPGA、CPLD，FPGA与CPLD之间通过通信模块进行通信；FPGA的外围电路除了基本的配置电容以外还包括时钟电路、下载配置电路、配置电路。时钟电路使用50Hz晶振提供，较高的时钟频率可以提高整个数字电路的处理速度，虽然这样对整个设计的时序特性要求更加严格，但是对于实际引纬系统这样需要处理器高速响应的控制系统而言，速度更加重要。FPGA的配置电路决定了FPGA的上电后工作模式，选择主动串行配置模式，该配置模式需要串行配置器件对FPGA上电后动作进行配置。
电源模块包括5V电源模块和24V电源模块，电源转换芯片选用AS1117系列与TPS5450。AS1117提供完善的过流保护和过热保护功能，确保芯片和电源系统的稳定性，同时它可以保证输出电压和参考源精度在±1％的精度范围内；TPS5450电源转换芯片有很宽的电源输入范围：5.5V-36V，可以输出5A的电流，工作温度区间在-40℃-125℃。
网络接口模块包括以太网物理层芯片，EtherMAC IP Core工作在网络模型的数据链路层，连接数据链路层设备与物理介质之间需要一个物理层芯片，选用LAN8710A芯片，该芯片是一个低功耗并可配置的百兆以太网物理层芯片，支持标准的MII和RII接口，并支持全双工的百兆以太网。本设计将其配置为RII接口、全双工的工作模式。
张力传感器为电桥传感器，张力传感器的输出信号为0-24V的电压信号，A/D转换芯片选用的是海芯科技的HX530，芯片HX530提供两个差分信号输入通道，片内时钟振荡器无需外接任何器件，与MCU的连接也只需两个IO口就可以实现对其读写。芯片HX530的数据线、时钟线与FPGA通过光耦隔离连接，由于数据线频率低于时钟线频率，因此数据线采用ADUM1250隔离，时钟线采用HCPL0630隔离。
探纬器信号为普通的电平输入信号，在电路板设计时也是对其通过光耦进行简单隔离后连接至FPGA。探纬器模块包括探纬器和第二光耦隔离电路，探纬器的输出端与第二光耦隔离电路的输入端连接，第二光耦隔离电路的输出端与FPGA的纬线信号输入端连接；
编码器分辨率为360线，5V供电的相对式编码器，由于编码器的反馈信号为差分信号，需要利用SP485芯片对差分信号转换，将转换后的电平信号连接至FPGA，为适应不同型号的编码器，电路板在布局时将24V电源与5V电源都引到编码器接线端子上，使用时通过电路板上的0Ω电阻来选择编码器的电源形式。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (2)
1.一种喷气织机引纬控制系统，其特征在于，包括控制模块、分别与控制模块连接的电源模块、网络接口模块、张力传感器模块、探纬器模块和编码器模块，所述控制模块包括FPGA、CPLD，FPGA与CPLD之间通过通信模块进行通信；
网络接口模块包括以太网物理层芯片，以太网物理层芯片配置为RII接口、全双工的工作模式，分别与FPGA和Ether MAC总线连接；
张力传感器模块包括张力传感器、A/D转换芯片和第一光耦隔离电路，张力传感器的输出端与A/D转换芯片的数据输入端连接，A/D转换芯片的数据输出端和控制端分别与第一光耦隔离电路的输入端连接，第一光耦隔离电路的输出端与FPGA的张力输入端连接；
探纬器模块包括探纬器和第二光耦隔离电路，探纬器的输出端与第二光耦隔离电路的输入端连接，第二光耦隔离电路的输出端与FPGA的纬线信号输入端连接；
所述编码器模块的输出端与差分信号转换电路的输入端连接，差分信号转换电路的输出端与FPGA的织机主轴角度输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种喷气织机引纬控制系统，其特征在于，电源模块包括5V电源模块和24V电源模块，5V电源模块和24V电源模块分别与编码器的接线端子连接，编码器所在电路板设置有0Ω电阻，0Ω电阻选择与编码器连接的电源模块。
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| CN201620742149.1U CN205856745U (zh) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 一种喷气织机引纬控制系统 |
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| CN201620742149.1U CN205856745U (zh) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 一种喷气织机引纬控制系统 |
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| CN201620742149.1U Active CN205856745U (zh) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 一种喷气织机引纬控制系统 |
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| CN (1) | CN205856745U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117845404A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-04-09 | 青岛天一红旗软控科技有限公司 | 一种新型直驱喷气织机电控系统 |
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- 2016-07-13 CN CN201620742149.1U patent/CN205856745U/zh active Active
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