CN213092130U - 织机主控板及织机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种织机主控板及织机控制系统，所述织机主控板包括印制电路板以及集成到所述印制电路板上的织机工艺控制芯片、主轴同步机控制芯片、功率负载驱动电路以及主轴电机控制电路；所述织机工艺控制芯片与所述主轴同步机控制芯片连接，并实现同步控制；所述主轴同步机控制芯片与所述主轴电机控制电路连接，并通过所述主轴电机控制电路向用于驱动主轴电机运行的驱动板输出电机控制信号；所述织机工艺控制芯片与所述功率负载驱动电路连接，并通过所述功率负载驱动电路向织机工艺执行装置输出工艺控制信号。本实用新型实施例可大大降低织机控制系统的成本及板间连线，并可实现软件集中烧录，提高系统的稳定性和易用性。

Description

织机主控板及织机控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及织机控制领域，更具体地说，涉及一种织机主控板及织机控制系统。

背景技术

随着经济的不断发展，喷水织机逐步成为中小纺织企业的首选，其在国内织机市场的份额也在逐步提高。传统的喷水织机控制系统采用接触器驱动异步机来实现织机主轴的运转，受机械部分影响，该类织机不能实时调整织机转速。随着直驱电机(同步机)的推广，正在将织机行业带入变频化，即直接采用变频器驱动直驱电机的驱动方案已成为纺织织造行业的发展趋势。

目前喷水织机变频器驱动直驱电机的方案中，控制部分和电源部分是相互独立的，即用单独的变频器驱动直驱电机，喷水织机的工艺则集成于织机控制板内；这样就导致喷水织机电控柜内单板数量较多，占据空间较大，成本较高，易用性差，且由于织机控制部分与变频器主控之间信息交互受限，导致控制逻辑复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述采用变频器驱动直驱电机的喷水织机因电机驱动部分与工艺控制部分相分离而导致单板数量多、成本高、易用性差、逻辑控制复杂的问题，提供一种新的织机主控板及织机控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种织机主控板，包括印制电路板以及集成到所述印制电路板上的织机工艺控制芯片、主轴同步机控制芯片、功率负载驱动电路以及主轴电机控制电路；所述织机工艺控制芯片与所述主轴同步机控制芯片连接，并实现同步控制；所述主轴同步机控制芯片与所述主轴电机控制电路连接，并通过所述主轴电机控制电路向用于驱动主轴电机运行的驱动板输出电机控制信号；所述织机工艺控制芯片与所述功率负载驱动电路连接，并通过所述功率负载驱动电路向织机工艺执行装置输出工艺控制信号。

优选地，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的采样信号处理电路，所述织机工艺控制芯片与所述采样信号处理电路连接，并通过所述采样信号处理电路获取连接到所述采样信号处理电路的传感器的反馈信号。

优选地，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的扩展端口电路，所述织机工艺控制芯片与所述扩展端口电路连接，并通过所述扩展端口电路与扩展单元连接。

优选地，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的探纬电路，所述织机工艺控制芯片与所述探纬电路连接，并通过所述探纬电路与探纬头连接。

优选地，所述功率负载驱动电路包括：用于连接储纬器的第一调理电路、用于连接夹纱器和转向阀的第二调理电路、用于连接风扇的第三调理电路、用于连接指示灯的第四调理电路、用于连接频闪仪的第五调理电路，且所述织机工艺控制芯片分别与所述第一调理电路、第二调理电路、第三调理电路、第四调理电路及第五调理电路连接。

优选地，所述采样信号处理电路包括：数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路，且所述织机工艺控制芯片分别与所述数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路连接。

优选地，所述扩展端口电路包括以下一个或多个：用于连接伺服单元的第一扩展端子、用于连接扩展花样板的第二扩展端子、用于连接扩展电子多臂板的第三扩展端子、用于连接机械多臂的第四扩展端子，且所述织机工艺控制芯片分别与所述第一扩展端子、第二扩展端子、第三扩展端子及第四扩展端子连接。

优选地，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的通讯电路，所述通讯电路包括分别与所述织机工艺控制芯片连接的RS232通讯模块、RS485通讯模块以及CAN通讯模块。

本实用新型实施例还提供一种织机控制系统，包括如上所述的织机主控板，所述织机控制系统还包括与所述主轴电机控制电路连接的驱动板、以及与所述功率负载驱动电路连接的织机工艺执行装置，所述驱动板与主轴电机连接，并根据来自所述主轴电机控制电路的电机控制信号驱动所述主轴电机运行。

优选地，所述织机控制系统还包括电源板、固态继电器板以及吸水风机；所述织机主控板与所述电源板连接，并由所述电源板供电；所述固态继电器板和吸水风机分别与所述驱动板连接，且所述驱动板使用来自所述继电器板的驱动电压驱动所述吸水风机运行。

实施本实用新型实施例的织机主控板及织机控制系统具有以下有益效果：通过将用于控制主轴电机运行的部分与用于实现织机控制的部分集成到同一印制电路板，可大大降低织机控制系统的成本及板间连线，并可实现软件集中烧录，提高系统的稳定性和易用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的织机主控板的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的织机主控板中扩展部分的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的织机控制系统的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的织机主控板的示意图，该织机主控板可应用于织机(例如喷水织机)中，并实现织机运行控制。本实施例的织机主控板11包括印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)、织机工艺控制芯片111、主轴同步机控制芯片112、功率负载驱动电路113以及主轴电机控制电路114，上述织机工艺控制芯片111、主轴同步机控制芯片112、功率负载驱动电路113以及主轴电机控制电路114均集成到印制电路板上。

在本实施例中，主轴同步机控制芯片112与主轴电机控制电路114连接，并通过主轴电机控制电路114向用于驱动主轴电机运行的驱动板输出电机控制信号。具体地，主轴电机控制电路114可将主轴同步机控制芯片112输出的信号转换驱动控制信号，并将该驱动控制信号输出到驱动板，从而由驱动板根据该驱动控制信号输出驱动电压，实现电机驱动。并且，主轴电机控制电路114还可实现主轴电机保护逻辑，例如在主轴电机的反馈信号异常时，停止向驱动板输出驱动电压，使主轴电机停止运行，同时向主轴同步机控制芯片112反馈相应的错误信号。

织机工艺控制芯片111与功率负载驱动电路113连接，并通过功率负载驱动电路113向织机工艺执行装置(例如储纬器、夹纱器、转向阀、风扇、四色指示灯、频闪仪等)输出工艺控制信号。具体地，功率负载驱动电路113可将来自织机工艺控制芯片111的工艺控制信号转换为各个织机工艺执行装置的控制信号，并分别将各个织机工艺执行装置的控制信号输出，以实现工艺控制，例如花纹控制等。同样地，功率负载驱动电路113还可实现织机工艺执行装置保护逻辑，例如在织机工艺执行装置(该织机工艺执行装置具备短路保护、电流采样操作)的反馈信号异常时，停止向织机工艺执行装置输出控制信号，使相应的织机工艺执行装置停止运行，同时向织机工艺控制芯片111反馈相应的错误信号，从而实时在线监测负载的工作状态。

具体地，上述织机工艺控制芯片111可采用ARM(Advanced RISC Machine，进阶精简指令集机器)芯片，其可执行工艺控制逻辑；主轴同步机控制芯片112可采用DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理)芯片，并实现电机控制逻辑，且织机工艺控制芯片111与主轴同步机控制芯片112连接，例如通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线连接，并实时交互各自的状态数据，实现同步控制。

上述织机主控板，通过将用于控制主轴电机运行的部分(包括主轴同步机控制芯片112与主轴电机控制电路114)与用于实现织机控制的部分(包括织机工艺控制芯片111与功率负载驱动电路113)集成到同一印制电路板，也就是将织机原主控板、超启动变频器控制板、织机原花样板集成，并采用双芯片架构，可大大降低织机控制系统的成本及板间连线，并可实现软件集中烧录，提高系统的稳定性和易用性。

在本实用新型的一个实施例中，上述功率负载驱动电路113包括第一调理电路，该第一调理电路包括第一控制端口，并可通过第一控制端口连接储纬器201，第一调理电路可将来自织机工艺控制芯片111的控制信号转换为储纬器201的输入信号，并实现储纬器201的运行控制；功率负载驱动电路113还包括第二调理电路，该第二调理电路包括第二控制端口，并可通过第二控制端口连接夹纱器和转向阀202，第二调理电路可将来自织机工艺控制芯片111的控制信号转换为夹纱器和转向阀202的输入信号，并实现夹纱器和转向阀202的运行控制；功率负载驱动电路113还包括第三调理电路，该第三调理电路包括第三控制端口，并可通过第三控制端口连接风扇203，第三调理电路可将来自织机工艺控制芯片111的控制信号转换为风扇203的输入信号，并实现风扇203的运行控制；功率负载驱动电路113还包括第四调理电路，该第四调理电路包括第四控制端口，并可通过第四控制端口连接四色指示灯204，第四调理电路可将来自织机工艺控制芯片111的控制信号转换为四色指示灯204的输入信号，并实现四色指示灯204的控制；功率负载驱动电路113还包括第五调理电路，该第五调理电路包括第五控制端口，并可通过第五控制端口连接频闪仪205，第五调理电路可将来自织机工艺控制芯片111的控制信号转换为频闪仪205的输入信号，并实现频闪仪205的控制。

在本实用新型的另一实施例中，上述织机主控板11还包括集成到印制电路板的采样信号处理电路115，织机工艺控制芯片111与该采样信号处理电路115连接，并通过采样信号处理电路115获取连接到采样信号处理电路115的传感器的反馈信号。通过采样信号处理电路115，可实现织机控制系统中的信号采样。

具体地，上述采样信号处理电路115包括：数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路，且织机工艺控制芯片111分别与数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路连接。

上述数字信号处理子电路可包括多个接口，并通过这些接口分别连接多个数字装置(例如横梁按钮、左右绞边传感器、停经片、前后废边传感器、油压故障传感器、张力报警传感器等)206，从而将这些数字装置的输出电压处理后发送到织机工艺控制芯片111，使得织机工艺控制芯片111可实时获取织机系统的工作状态，作为控制织机运行的依据。

类似地，模拟信号处理子电路也可包括多个接口，并通过这些接口分别连接模拟装置(例如送经张力检测装置、负载电流检测装置等)207，模拟信号处理子电路将这些模拟装置207输出的模拟电压转化做处理后发送到织机工艺控制芯片111，从而织机工艺控制芯片111可实时获取织机系统的工作状态，作为控制织机运行的依据。

编码器信号处理子电路可包括编码器接口，并通过编码器接口连接主轴编码器208，编码器信号处理子电路可将主轴编码器208的输出信号处理后发送到织机工艺控制芯片111，作为控制织机运行的依据。键盘信号处理子电路，可包括外接键盘接口，并通过外接键盘接口连接键盘209，通过键盘信号处理子电路，可实现参数的设置和显示。

在本实用新型的另一实施例中，织机主控板11还包括集成到印制电路板的扩展端口电路117，织机工艺控制芯片111与扩展端口电路117连接，并通过扩展端口电路117与扩展单元21连接。通过扩展端口电路117与扩展单元21，可实现织机主控板11的功能扩展，使得织机系统的功能更加丰富。

结合图2所示，上述扩展端口电路117包括以下一个或多个：用于连接扩展的伺服单元211的第一扩展端子、用于连接扩展花样板212的第二扩展端子、用于连接扩展电子多臂板213的第三扩展端子、用于连接机械多臂214的第四扩展端子，且织机工艺控制芯片111分别与第一扩展端子、第二扩展端子、第三扩展端子及第四扩展端子连接。在实际应用中，扩展端口电路117还可包括更多其他扩展端子，从而实现其它功能扩展(例如自动双加油、预喷水，配别家储纬器电箱预备输出，红外检测)。

在本实用新型的另一实施例中，织机主控板11还可包括集成到印制电路板的探纬电路116，织机工艺控制芯片111与探纬电路116连接，并通过探纬电路116与探纬头200连接，从而获取探纬信号。

此外，织机主控板11还包括集成到印制电路板的通讯电路，通讯电路包括分别与织机工艺控制芯片111连接的RS232通讯模块、RS485通讯模块以及CAN通讯模块。通过通讯电路，织机工艺控制芯片111可连接HMI(Human Machine Interface，人机接口)30等，从而便于对织机控制系统进行控制。

如图3所示，本实用新型实施例还提供一种织机控制系统，该织机控制系统可实现织机，尤其是喷水织机控制。该织机控制系统包括如上所述的织机主控板11，且该织机控制系统还包括与主轴电机控制电路114连接的驱动板13、以及与功率负载驱动电路连接的织机工艺执行装置(例如储纬器、夹纱器、转向阀、风扇、四色指示灯、频闪仪等)，上述驱动板13与主轴电机31连接，并根据来自主轴电机控制电路114的电机控制信号驱动主轴电机31运行，从而实现织机的运转控制。

具体地，上述驱动板13可连接到外部交流电源，并将输入的交流电源转换为主轴电机运行所需的交流电压后输出。该驱动板13可包括整流电路，通过直流母线与整流电路连接的逆变电路等，且上述逆变电路的控制端连接到织机主控板11的主轴电机控制电路114，并根据来自主轴电机控制电路114的驱动控制信号调整输出到主轴电机31的电压的频率。

此外，上述织机控制系统还可包括电源板12、固态继电器板14。织机主控板11与电源板12连接，并由电源板12供电。具体地，上述电源板12的输入端可连接到驱动板13的直流母线，并向织机主控板11输出织机工艺控制芯片111、主轴同步机控制芯片112、功率负载驱动电路113、主轴电机控制电路114等工作所需的直流电压。

上述织机控制系统还可包括固态继电器板14，该固态继电器板14与驱动板13连接，并将驱动板13的直流母线的电压转换为吸水风机32工作所需的交流电压，上述吸水风机32工作所需的交流电压传输到驱动板13并由驱动板13输出到吸水风机32，以驱动吸水风机32运行。

上述织机控制系统，通过将织机主控板11包括织机工艺控制芯片111、主轴同步机控制芯片112、功率负载驱动电路113以及主轴电机控制电路114集成到同一印制电路板，使得整个织机控制系统中的单板成本降低40％，板间连线减少70％，对于进一步推动喷水织机变频化+主轴直驱化，起到关键作用，能够进一步促进纺织织造行业的产业技术革新。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种织机主控板，其特征在于，包括印制电路板以及集成到所述印制电路板上的织机工艺控制芯片、主轴同步机控制芯片、功率负载驱动电路以及主轴电机控制电路；所述织机工艺控制芯片与所述主轴同步机控制芯片连接，并实现同步控制；所述主轴同步机控制芯片与所述主轴电机控制电路连接，并通过所述主轴电机控制电路向用于驱动主轴电机运行的驱动板输出电机控制信号；所述织机工艺控制芯片与所述功率负载驱动电路连接，并通过所述功率负载驱动电路向织机工艺执行装置输出工艺控制信号。

2.根据权利要求1所述的织机主控板，其特征在于，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的采样信号处理电路，所述织机工艺控制芯片与所述采样信号处理电路连接，并通过所述采样信号处理电路获取连接到所述采样信号处理电路的传感器的反馈信号。

3.根据权利要求1所述的织机主控板，其特征在于，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的扩展端口电路，所述织机工艺控制芯片与所述扩展端口电路连接，并通过所述扩展端口电路与扩展单元连接。

4.根据权利要求1所述的织机主控板，其特征在于，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的探纬电路，所述织机工艺控制芯片与所述探纬电路连接，并通过所述探纬电路与探纬头连接。

5.根据权利要求1所述的织机主控板，其特征在于，所述功率负载驱动电路包括：用于连接储纬器的第一调理电路、用于连接夹纱器和转向阀的第二调理电路、用于连接风扇的第三调理电路、用于连接指示灯的第四调理电路、用于连接频闪仪的第五调理电路，且所述织机工艺控制芯片分别与所述第一调理电路、第二调理电路、第三调理电路、第四调理电路及第五调理电路连接。

6.根据权利要求2所述的织机主控板，其特征在于，所述采样信号处理电路包括：数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路，且所述织机工艺控制芯片分别与所述数字信号处理子电路、模拟信号处理子电路、编码器信号处理子电路、键盘信号处理子电路连接。

7.根据权利要求3所述的织机主控板，其特征在于，所述扩展端口电路包括以下一个或多个：用于连接伺服单元的第一扩展端子、用于连接扩展花样板的第二扩展端子、用于连接扩展电子多臂板的第三扩展端子、用于连接机械多臂的第四扩展端子，且所述织机工艺控制芯片分别与所述第一扩展端子、第二扩展端子、第三扩展端子及第四扩展端子连接。

8.根据权利要求6所述的织机主控板，其特征在于，所述织机主控板还包括集成到所述印制电路板的通讯电路，所述通讯电路包括分别与所述织机工艺控制芯片连接的RS232通讯模块、RS485通讯模块以及CAN通讯模块。

9.一种织机控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的织机主控板，所述织机控制系统还包括与所述主轴电机控制电路连接的驱动板、以及与所述功率负载驱动电路连接的织机工艺执行装置，所述驱动板与主轴电机连接，并根据来自所述主轴电机控制电路的电机控制信号驱动所述主轴电机运行。

10.根据权利要求9所述的织机控制系统，其特征在于，所述织机控制系统还包括电源板、固态继电器板以及吸水风机；所述织机主控板与所述电源板连接，并由所述电源板供电；所述固态继电器板和吸水风机分别与所述驱动板连接，且所述驱动板使用来自所述继电器板的驱动电压驱动所述吸水风机运行。

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