CN2093183U

CN2093183U - 气流纺纱机控制器

Info

Publication number: CN2093183U
Application number: CN 91211923
Authority: CN
Inventors: 李德光
Original assignee: Institute of Oceanology of CAS
Current assignee: Institute of Oceanology of CAS
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1992-01-15

Abstract

本实用新型是一种气流纺纱机控制器，它克服了捷克产BDM控制器存在的可靠性差、运转速度慢以及中央处理器无法完成在线检测功能和越限报警功能的缺点。本实用新型的控制电路中的中央处理机采用8051系列工业单片机，结合采用可编程通用键盘/显示器输入输出接口8279，减轻了中央处理机在扫描键盘和刷新显示方面的负担，使中央处理机主要用于循环检测、自动报警、过程参数测试等。本实用新型用于BD200SN型气流纺纱机。

Description

本实用新型涉及一种用于BD200SN型气流纺纱机的控制器。

从80年代后期开始，我国先后引进了捷克产BD200SN型气流纺纱机近2千台。先进的纺纱机械的引进提高了我国的纺纱水平。但该机的电气核心部分BDM控制器却存在许多问题，用户反应强烈。BDM控制器虽然采用了微机控制技术，但其主体设计思想并未摆脱其早期产品继电器式控制模式。又因为所用主要器件为70年代末的商用品8080ACPU，8080ACPU不仅需要±5V及＋12V3组供电系统，而且需外接时钟系统器件、系统控制和总线驱动器件，如需要计时和计数，还要外接CTC定时器，并且只提供一个中断源。由这种多电源、多外围的中央处理器组成的控制器，运算速度慢、可靠性差、易受干扰、运行不稳定，且维修困难。该控制器由于受设计思想和采用器件所限，对键盘和显示器的管理采用程序扫描方式，中央处理器的大部分时间用于控制器键盘管理和显示扫描数据刷新。因此，该控制器除完成对BD200SN型气流纺纱机的开、关机自动控制外，只能用于人工选择的某些特定工艺参数的测量和显示。该控制器没有设计，也不能完成监视BD200SN型气流纺纱机成纱全程运转状态的在线自动循环检测和超支越限自动报警功能。使用该控制器，用户很难掌握开机自动控制过程中的控制参数选定方法，因此造成开机集体接头质量差、效率低，致使大部分用户放弃了作为BD200SN型气流纺纱机主要特色之一的集体接头技术的使用。另外，BDM控制器的键盘采用12位操作键盘，键盘位数较多，操作不便，可靠性差。它的显示器只能显示6位数据，实际应用表明很难达到BD200SN型气流纺纱机20支以上高支纱的成纱工艺管理要求。由于BDM控制器存在上述缺点，不利于充分发挥BD200SN型气流纺纱机的先进技术性能，不便于用户提高质量管理水平。

本实用新型是为克服BDM控制器存在的上述缺点，着眼于对BD200SN型气流纺纱机的成纱质量管理这一实用目的，围绕着能及时反应BD200SN气流纺纱机的即时运转状态，能提供用户自动接头控制参数确定方法而设计的一种具有高速、高效、高精度测控功能的控制器。

本实用新型的技术解决方案是，一种带有微机控制电路的气流纺纱机控制器，微机控制电路包括：

中央处理机，它执行程序运行、数值计算、计数、定时、外部事件管理、运算数据存贮和设定工艺参数存贮、系统运转标志设定及输入输出信号处理。

输入电路，采用8位12V／5V电平转换电路。来自主机的引纱长度传感器脉冲信号E₂、喂棉长度传感器脉冲信号E₃、左右纺杯转数传感器脉冲信号E₄、E₅、左右分梳辊转数脉冲信号E₆、E₇经本电路由＋12V转换为＋5V送入多路数据选择电路的输入端，其中E₂又直接送入中央处理机的一个内部计数器。来自主机的开、关机控制开关信号KS和落纱控制开关信号KJ经本电路由＋12V转换为＋5V送入中断查询电路。

中断查询电路，它与中央处理机的一个中断源连接。中央处理机中断响应后，控制可编程通用I／O接口对来自输入电路的信号KS和KJ所形成的KS、 KS和KJ其中之一进行查询，查出的信号由可编程通用I／O接口经总线送入中央处理机进行处理。

程序存贮器，用于存贮程序，与总线连接。

输入输出接口电路，由可编程通用I／O接口和可编程通用键盘／显示器输入输出接口组成，可编程通用I／O接口，与总线连接，在片选信号的控制下，接收来自多路数据选择电路和中断查询电路的信号送入中央处理机进行处理，接收来自中央处理机的控制信号送入输出驱动电路。

输出驱动电路，与可编程通用I／O接口连接，将各种控制信号进行功率放大送出控制主机有关动作。

地址电路，由地址锁存器和3－8地址译码器组成，由地址锁存器锁存的中央处理机P₀口送出的低8位地址数据与中央处理机P₂口送出的高8位地址数据组成16位寻址地址数据，可对程序存贮器进行寻址，可经3－8地址译码器译码后输出做为可编程通用I／O接口和可编程通用键盘／显示器输入输出接口的片选信号。

它的特殊之处在于，它还包括：

可编程通用键盘／显示器输出接口、键盘和显示电路，可编程通用键盘／显示器输入输出接口采用8279，它接收来自键盘的输入信号，并以中断方式送入中央处理机。由中央处理机送出的显示信息存入可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的16×8显示RAM中，可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279自动按事先约定的频率将显示信息送到显示电路。可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的内部有定时控制电路，基本频率脉冲由中央处理机的ALE端提供。

报警指示电路，它与可编程通用I／O接口联接，用于报警指示。

多路数据选择电路，来自可编程通用I／O接口的控制信号接到本电路的路数选择输入端，在程序控制下，本电路只选择来自输入电路的脉冲信号E₂～E₇其中之一，送入可编程通用I／O接口的信号输入端口，并经数据总线送入中央处理机作为测速用长度或转数脉冲信号。

中央处理机采用8051系列工业单片机。

本实用新型的报警指示电路由发光二极管通过其驱动电路接到可编程通用I／O接口上。

本实用新型的键盘采用4位组合键盘，它直接连接在可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的返回线端口和扫描线端口上，可按程序提供数据输入、数据修改、功能选择功能。

本实用新型的显示电路由10位共阴极LED数码管通过其驱动电路接到可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的扫描线端口和输出线端口上。其中，2位显示功能码、8位显示工艺参数。

本实用新型由于采用先进的8051系列工业单片机做为中央处理机，可使全部运算、计数、定时、标志设立等均在片内进行，大大提高了运算速度、可靠性和抗干扰能力。结合采用可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279，中央处理机不参与扫描键盘和刷新显示数据，可使中央处理机程序处理和键盘、显示扫描同步进行，中央处理机主要用于对引纱速度和喂棉速度进行在线循环检测，使检测速度达到秒级。一旦发现主机不稳定，并危及成纱质量时，立即发出报警指示信号通知操作人员，并利用显示器及时提示操作人员将机器调整到最佳运转状态，从而将由此引起的坏纱事故出现率降低到最低限度，大大提高了用户的质量管理水平。4位键盘操作简单、可靠性好。显示器可显示8位数据，扩大了数据显示范围，提高了测试分辨率，喂棉速度检测精度为mm／分，引纱速度检测精度为cm／分级特别适合于高支纱的成纱工艺要求。另外，测速用长度或转数脉冲信号E₂～E₇没有进入计数器，而是直接进入中央处理机，由中央处理机对脉冲的上升沿和下降沿进行判断，并由中央处理机的内部计时器对一系列脉冲单个计时，计算出速度或转速。这种方式测出的速度或转速精度高，而且可以测量即时速度和转速，对气流纺纱机每次开机过程中的纺杯加速启动时间和分梳辊即时速度能够测量，并且自动记录和显示。这两项特殊的工艺参数为用户针对不同的主机和不同运行环境制定开机集体接头控制参数提供了科学的依据。

下面结合附图对本实用新型的一个实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例的微机控制电路方框图，并作为摘要附图。

图2为本实用新型实施例的微机控制电路的电路图。

图3为本实用新型实施例的外形图。

本实用新型的输入信号有：

E₂：引纱长度传感器脉冲

E₃：喂棉长度传感器脉冲

E₄、E₅：左右纺杯转数传感器脉冲

E₆、E₇：左右分梳辊转数传感器脉冲

KS：开、关机控制开关信号

KJ：落纱控制开关信号

本实用新型的输出控制信号有：

S₁：棉条喂入控制信号

S₂：引纱罗拉反转控制信号

S₃：引纱罗拉正转控制信号

S₄：分梳辊启动控制信号

S₅：一落纱满信号

S₆：纱锭库满信号

本实用新型输出的指示信号有：

S₇：报警状态指示

电源指示

生头（开机）指示

留尾（关机）指示

本实用新型的主要显示功能如表一所示。

表一

如图1和图2所示，U₁和U₄为12V／5V电平转换器CD4010，U₁和U₂组成输入电路。来自主机的输入信号E₂～E₇经U₄由＋12V转换为＋5V送入多路开关U₅，其中E₂又直接送入中央处理机U₁₁的计数器T₁进行计数。来自主机的开关信号KS和KJ经U₁由＋12V转换为＋5V送入中断查询电路。

多路数据选择电路由多路开关U₅组成，它采用集成电路74LS151，中央处理机U₁₁通过总线，并经可编程通用I／O接口U₁₀发出的多路选择信息连接到U₅的ABC引脚，使能信号连接到S脚。以上控制信号只允许E₂～E₇脉冲信号的其中之一经U₅的W输出端，送往U₁₀的数据输入引脚PC3，中央处理机U₁₁可以通过总线读出该信号作为测速的依据。

中断查询电路由U₂、U₃、U₆和U₇组成，U₂为与非门74LS14，U₃和U₇为与门74LS00，U₆为或门74LS30。由12V／5V电平转换器U₁送来的中断信号KS和KJ，在U₁₀输出信号控制下，经过与、或逻辑门组合后，由U₃的6脚、U₇的6脚和11脚分别输出KJ（落纱控制）、 KS（开机）、KS（关机）三个中断申请信号，它们分别同时连接到U₆的输入端和U₁₀的输入口线。前者经U₆输出端送往U₂反相后，得到的高电平输入到中央处理机U₁₁的外部中断INT₀。后者U₁₀的输入信号供中央处理机U₁₁查询用。

U₁₁为中央处理机8032，U₁₃为程序存贮器2764，U₁₀为可编程通用I／O接口8255，U₁₅为可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279。U₁₀、U₁₁、U₁₃和U₁₅组成一个高速高效测控系统。U₁₀接收来自多路开关U₅和中断查询电路送来的输入信号，经总线送入中央处理机U₁₁进行处理。中央处理机U₁₁送出的控制信号和指示信号经总线送入U₁₀，由U₁₀送入输出驱动电路。四位组合键盘直接连接到U₁₅的返回线和扫描线上，键盘信息由U₁₅的IRQ脚以中断方式送入中央处理机U₁₁进行处理，U₁₅的中断申请信号由U₂送入中央处理机U11的INT₁脚。U₁₅的数据口线接收U₁₀发送来的显示信息，并由输出端口0UT_B、0UT_A和扫描线送往10位LED显示电路。

10位LED显示电路由U₁₆、U₁₇、U₁₉、U₂₀、U₂₁、U₂₂、U₂₃、U₂₄和10位LED共阴极输码管组成。U₁₆和U₂₀为三八译码器74LS138，U₁₇和U₂₁为反相器74LS04，U₂₃和U₂₄为达林顿功率管MC1413、U₁₉和U₂₂为与门74LS07。由可编程通用键盘／显示器输入输出接口U₁₅的扫描线输出的显示信息，经U₁₆、U₂₀译码、再经U₁₇、U₂₁反相由U₂₃和U₂₄进行功率放大后，为LED_1－10提供位扫描信号。可编程通用键盘／显示器输入输出接口U₁₅的输出端口0UT_A.B输出的信息，经U₁₉和U₂₂与门同相放大后送到各LED数码管的数据输入端，提供刷新显示数据。10位LED数码管中2位显示功能号，8位显示工艺参数。

可编程通用键盘／显示器输入输出接口U₁₅连接在总线上的数据输入输出双向接口，可送出本片内FIFO先进先出存贮器内的键盘输入信息。也可以接收来自中央处理机U₁₁的显示数据信息，这些数据自动存入本片的内部16×8RAM中，然后按事先约定的频率送往10位LED显示电路，片内自动定时控制电路的基本频率脉冲由中央处理机U₁₁的ALE端提供。

报警状态指示、生头指示、留尾指示、电源指示采用发光二极管D₁～D₄指示，由可编程通用I／O接口U₁₀输出口线输出的报警状态指示、生头指示和留尾指示三种指示信号，送到U₂₄的输入端，由U₂₄输出驱动发光二极管D₁～D₃。当主机运转不正常，出现越限情况时，报警状态指示发光二极管发光，指示主机处于报警状态，同时10位LED数码管显示器显示报警状态类别和报警对照显示值。电源指示由发光二极管D₄直接接到电源上。

输出驱动电路由U₈和U₉组成，U₈为反相器74LS04，U₉为达林顿功率管MC1413，由可编程通用I／O接口U₁₀输出的控制信号经U₈反相后，送入U₉进行功率放大，由U₉输出送往主机控制有关动作。

U₁₄为数据存贮器6116，它只作参数拷贝和断电后数据保持用。保持电路由三极管G，电阻R₁、R₂、R₃，二极管D₅，可充电电池E和U₁₈组成，U₁₈为译码器74LS138。以上电路使数据存贮器U₁₄的片选信号 CE在主机上电时推迟建立，在下电时提早给予撤消、并由充电电池E提供4.5V的强制关闭电平。充电电池E同时作为U₁₄在主机下电后保持运行的后备电源。本保持电路用于保持表一中列出的P₁～P₁₂参数，在主机下电后可保持6个月。

U₁₂为地址锁存器74LS373，U₁₈为3－8地址译码器74LS138。由U₁₂锁存的中央处理机P₀口送出的低8位地址数据与中央处理机P₂口送出的高8位地址数据组成16位寻址数据，可对程序存贮器U₁₃和数据存贮器U₁₄进行寻址。也可经3－8地址译码器译码后，作为可编程通用键盘／显示器输入输出接口U₁₅、可编程通用I／O接口U₁₀和数据存贮器U₁₄的片选信号。

本实施例在安装以前，首先应将专用程序写入程序存贮器U₁₃中。程序应按照BD200SN气流纺纱机技术要求和本控制器特设的各种功能，以模块方式编制。其中开机、关机及落纱等外部事件管理编有专门的处理子程序。

如图3所示，本实施例的面板1上装有四位组合键盘2、10位LED数码管3和四只发光二极管4，四只发光二极管分别用于报警状态指示、电源指示、生头指示和留尾指示。印刷电路板5上安装有微机控制电路，各个元器件在印刷电路板5上采用接插式安装，为设备维修提供了方便条件。印刷电路板5直立安装在底板6上。电源电路板7的发热元件安装在后面板8上，这样有利于散热。外壳9对电路的元器件进行全封闭。这样全封闭及立式主板结构是针对车间高温、多尘环境而专门采取的特殊工艺处理措施，这种结构有利于提高控制器的可靠性。

Claims

1、一种带有微机控制电路的气流纺纱机控制器，微机控制电路包括：

中央处理机，它执行程序运行、数值计算、计数、定时、外部事件管理、运算数据存贮和设定工艺参数存贮、系统运行标志设定及输入输出信号处理；

输入电路，采用8位12V/5V电平转换电路，来自主机的引纱长度传感器脉冲信号E₂、喂棉长度传感器脉冲信号E₃、左右纺杯转数传感器脉冲信号E₄、E₅、左右分梳辊转数脉冲信号E₆、E₇经本电路由+12V转换为+5V送入多路数据选择电路的输入端，其中E₂又直接送入中央处理机的一个内部计数器，来自主机的开、关机控制开关信号KS和落纱控制开关信号KJ经本电路由+12V转换为+5V送入中断查询电路；

中断查询电路，它与中央处理机的一个中断源连接，中央处理机中断响应后，控制可编程通用I/0接口对来自输入电路的信号KS和KJ所形成的KS、 KS和KJ其中之一进行查询，查出的信号由可编程通用I/0接口经总线送入中央处理机进行处理；

程序存贮器，用于存贮程序，与总线连接；

输入输出接口电路，由可编程通用I/0接口和可编程通用键盘/显示器输入输出接口组成，可编程通用I/0接口，与总线连接，在片选信号的控制下，接收来自多路数据选择电路和中断查询电路的信号送入中央处理机进行处理，接收来自中央处理机的控制信号，送入输出驱动电路；

输出驱动电路，与可编程通用I/0接口连接，将各种控制信号进行功率放大送出控制主机有关动作；

地址电路，由地址锁存器和3-8地址译码器组成，由地址锁存器锁存的中央处理机P₀口送出的低8位地址数据与中央处理机P₂口送出的高8位地址数据组成16位寻址地址数据，可对程序存贮器进行寻址，可经3-8地址译码器译码后输出做为可编程通用I/0接口和可编程通用键盘/显示器输入输出接口的片选信号；

其特征在于它还包括：

可编程通用键盘/显示器输入输出接口、键盘和显示电路，可编程通用键盘/显示器输入输出接口采用8279，它接收来自键盘的输入信号，并以中断方式送入中央处理机，由中央处理机送出的显示信息存入可编程通用键盘/显示器输入输出接口8279的16×8显示RAM中，可编程通用键盘/显示器输入输出接口8279自动按事先约定的频率将显示信息送到显示电路，可编程通用键盘/显示器输入输出接口8279的内部有定时控制电路，基本频率脉冲由中央处理机的ALE端提供；

报警指示电路，它与可编程通用I/0接口联接；

多路数据选择电路，来自可编程通用I/0接口的控制信号接到本电路的路数选择输入端，在程序控制下，本电路只选择来自输入电路的路数选择输入端，在程序控制下，本电路只选择来自电路的输入电路的脉冲信号E₂-E₇其中之一，送入可编程通用I/O接口的信号输入端，并经数据总线送入中央处理机作为沿速用长度或转数脉冲信号；

中央处理机采用8051系列工业单片机。

2、根据权利要求1所述一种带有微机控制电路的气流纺纱机控制器，其特征在于所述报警指示电路由发光二极管通过其驱动电路接到可编程通用I／O接口上。

3、根据权利要求1所述一种带有微机控制电路的气流纺纱机控制器，其特征在于所述键盘采用4位组合键盘，它直接连接在可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的返回线和扫描线端口上，可按程序提供数据输入、数据修改、功能选择功能。

4、根据权利要求1所述一种带有微机控制电路的气流纺纱机控制器，其特征在于所述显示电路由10位共阴极LED数码管通过其驱动电路接到可编程通用键盘／显示器输入输出接口8279的扫描线端口和输出线端口上，其中，2位显示功能码，8位显示工艺参数。