專利名稱：一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置。
技術(shù)背景目前的排布機(jī)的控制系統(tǒng)一般采用數(shù)控系統(tǒng)為主，PLC、溫度控制儀表、張 力控制器、中間繼電器等為輔的控制方式，即由數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)對繞線輥和排紗 棍控制，通過操作人員在張力控制器、溫度控制儀表上直接設(shè)定溫度、張力控制溫度。這種控制操作方式，存在著一些不足。總結(jié)起來有以下幾個方面1) 、用張力控制器、溫度控制儀表和中間繼電器等實現(xiàn)對張力、溫度的調(diào) 節(jié)，這種控制調(diào)節(jié)方式由于儀表的局限性，降低了控制系統(tǒng)精度和可擴(kuò)展性。2) 、儀表顯示信息量太少，操作界面多為英文界面，顯示信息為字符代碼，信息不直觀。3) 、由操作人員在控制儀表上直接設(shè)定溫度，張力。這種操作方式的方式 大大增加了操作人員的勞動強(qiáng)度和人為輸入錯誤所引起的產(chǎn)品報廢的可能性。 這種陳舊的操作方法已難以滿足新產(chǎn)品工藝要求和現(xiàn)代化的需要。4) 、數(shù)控系統(tǒng)的操作難度大，對操作人員要求高。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是為了克服以上的缺點(diǎn)，提供集測量、控制、保護(hù) 、通訊諸功能于一體，實現(xiàn)對張力、溫度、密度、繞線速度，排紗間距、排紗 寬度、電氣控制和保護(hù)設(shè)備的自動化的一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置。為了達(dá)到上述功能目的，本實用新型技術(shù)方案是這樣解決的 一種用排布 機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，其本實用新型改進(jìn)之處在于包括工業(yè)控制計算機(jī)，觸摸屏過RS485接口與排紗設(shè)備控制器的一端連接，依次將繞線輥速度信號，排紗 輥速度信號，行程開關(guān)信號，各電機(jī)故障，現(xiàn)場操作按鈕，膠液溫度信號，膠 液密度信號，纖維張力信號，纖維溫度信號，纖維位置信號的另一端與排紗設(shè) 備控制器的一端連接；依次將繞線輥速度信號，排紗輥速度信號，行程開關(guān)信號，各電機(jī)故障，現(xiàn)場操作按鈕，膠液溫度信號，膠液密度信號，纖維張力信號，纖維溫度信號，纖維位置信號的另一端分別與排布機(jī)的一端連接；排紗設(shè) 備控制器的另一端分別與無紙記錄儀，故障信號指示，纖維糾偏裝置，膠液補(bǔ) 充裝置，膠液攪拌裝置，兩臺交流固態(tài)繼電器，四臺伺服控制器連接；四臺伺 服控制器的另一端分別與繞線輥裝置，排紗輥裝置、纖維放巻裝置，纖維收巻 裝置的一端連接；兩臺交流固態(tài)繼電器的另一端分別紅外烤燈，膠液加熱器的 一端連接；依次將纖維糾偏裝置，膠液補(bǔ)充裝置，膠液攪拌裝置，繞線輥裝置， 排紗輥裝置、纖維放巻裝置，纖維收巻裝置，紅外烤燈，膠液加熱器的另一端 分別排布機(jī)的另一端連接，上述所說排紗設(shè)備控制器包括自動檢測電路分別和 接口與控制，輸出驅(qū)動電路連接；接口與控制又分別與顯示部件，通訊接口， 中央處理器，電源回路連接；中央處理器與存儲器連接。由纖維放巻裝置、纖維收巻裝置、纖維糾偏裝置組成的收放巻張力控制裝 置；由膠液補(bǔ)充裝置、膠液攪拌裝置，膠液加熱器組成的膠液配給控制裝置； 繞線輥裝置；排紗輥裝置；紅外烤燈；排紗設(shè)備控制器，控制器是整個控制系 統(tǒng)的核心，用于控制整個系統(tǒng)聯(lián)動。采用單片機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，它包括自動 檢測電路，采集現(xiàn)場傳感器的原始數(shù)據(jù)，如繞線輥速度信號，排紗輥速度信號， 行程開關(guān)信號，各電機(jī)故障，現(xiàn)場操作按鈕，膠液溫度信號，膠液密度信號， 纖維張力信號，纖維溫度信號，纖維位置信號等并將信號送入中央處理器；輸 出驅(qū)動電路，根據(jù)觸摸屏設(shè)定的纖維絲數(shù)、纖維張力，膠液溫度，膠液密度， 繞線速度、排紗間距、排紗寬度等信息，排紗設(shè)備控制器經(jīng)計算后，通過PID 及模糊運(yùn)算控制收放巻張力控制裝置，膠液配給控制裝置；繞線輥裝置；排紗輥裝置；紅外烤燈等現(xiàn)場控制機(jī)構(gòu)，達(dá)到張力，溫度、繞線速度、排紗間距、 排紗寬度的穩(wěn)定控制。接受現(xiàn)場發(fā)來得各種控制命令，如繞線輥正反轉(zhuǎn)、排紗 輥正反轉(zhuǎn)、膠液攪拌、膠液補(bǔ)給等等；觸摸屏，用于參數(shù)的設(shè)置，張力、溫度、 密度、繞線速度，排紗間距、排紗寬度等數(shù)據(jù)輸入及監(jiān)控當(dāng)前工作狀態(tài)；無紙記錄儀采集記錄實時數(shù)據(jù)。RS232， CAN總線通訊接口，可以與計算機(jī)等設(shè)備連 接，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，該控制裝置集測量、控制、保護(hù)、通訊諸功 能于一體。需采用軟、硬件技術(shù)，實現(xiàn)張力、溫度、密度、繞線速度，排紗間 距、排紗寬度、電氣控制和保護(hù)設(shè)備的自動化，利用遠(yuǎn)程控制可以對系統(tǒng)進(jìn)行 參數(shù)設(shè)置、張力、溫度、密度、繞線速度、排紗間距、排紗寬度等數(shù)據(jù)輸入、 監(jiān)控當(dāng)前工作狀態(tài)，可在線編程，全漢化界面，實時記錄數(shù)據(jù)。其主要有以下 優(yōu)點(diǎn)★集測量、控制、保護(hù)、通訊于一體；可以記錄、儲存運(yùn)行及故障參數(shù)； ★采用高性能單片機(jī)，使系統(tǒng)運(yùn)算速度快、存儲容量大、功能多、擴(kuò)展性強(qiáng)；★友好的人機(jī)界面，采用最先進(jìn)的寬溫、寬視野、寬背光液晶顯示器，循環(huán)顯示實時的測量值以及漢字顯示故障報告、遙信信息，方便的操作菜單和鍵盤使各種功能均可以在當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)?！锔咝阅艿木W(wǎng)絡(luò)通訊，可提供基于RS232、 CAN總線接口。★完善的自檢體系和高性能的軟、硬件技術(shù)大大提高了保護(hù)、測控的可靠性，真正做到了無人值班和免維護(hù)。


附圖1為本實用新型方框結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1排紗設(shè)備控制器方框結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中央處理器和電源回路電路原理圖；圖4為圖2自動檢測回路和輸出驅(qū)動回路電路原理圖；圖5為圖2 RS232通訊接口和存儲器電路原理圖。 圖6為圖2 CAN總線通訊接口電路原理圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型實施例
以下結(jié)合附圖對本實用新型發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步說明本實用新型的實施如圖l所示 一種用用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，包括工業(yè)控制計算機(jī)1 ，觸摸屏2通過RS485接口與排紗設(shè)備控制器14的一端連 接；繞線輥速度信號3 ，排紗輥速度信號4 ，行程開關(guān)信號5 ，各電機(jī)故障 6 ，現(xiàn)場操作按鈕7 ，膠液溫度信號8 ，膠液密度信號9 ，纖維張力信號10 ， 纖維溫度信號11 ，纖維位置信號12的另一端與排紗設(shè)備控制器14的一端 連接；繞線輥速度信號3 ，排紗輥速度信號4 ，行程開關(guān)信號5 ，各電機(jī)故 障6 ，現(xiàn)場操作按鈕7 ，膠液溫度信號8 ，膠液密度信號9纖維張力信號 10 ，纖維溫度信號11 ，纖維位置信號12的另一端分別與排布機(jī)13的一端 連接；排紗設(shè)備控制器14的另一端分別與無紙記錄儀15 ，故障信號指示 16 ，纖維糾偏裝置17 ，膠液補(bǔ)充裝置18 ，膠液攪拌裝置19 ，兩臺交流固 態(tài)繼電器26 ，四臺伺服控制器27連接；四臺伺服控制器27的另一端分別 與繞線輥裝置20 ，排紗輥裝置21 、纖維放巻裝置22 ，纖維收巻裝置23的 一端連接；兩臺交流固態(tài)繼電器26的另一端分別紅外烤燈24 ，膠液加熱器 25的一端連接；纖維糾偏裝置17 ，膠液補(bǔ)充裝置18 ，膠液攪拌裝置19 ， 繞線輥裝置20 ，排紗輥裝置21 、纖維放巻裝置22 ，纖維收巻裝置23 ， 紅外烤燈24 ，膠液加熱器25的另一端分別排布機(jī)13的另一端連接。圖2所示為排紗設(shè)備控制器，包括自動檢測電路28分別和接口與控制 29 ，輸出驅(qū)動電路35連接；接口與控制29又分別與顯示部件30 ，通訊接 口 34 ，中央處理器32 ，電源回路31連接；中央處理器32與存儲器33連接。圖3所示為圖2中央處理器和電源回路電路原理圖，其中包括由Ul(HZD10-24S05構(gòu)成的電源回路，提供5V工作電壓給熱壓固化成型設(shè)備控制器 的U2中央處理器MB90F549G和接口控制電路；由U5 (MAX706MJA構(gòu)成的看門 狗電路，當(dāng)系統(tǒng)上電或手動復(fù)位時產(chǎn)生復(fù)位脈沖輸出至CPU。在工作過程中， 一定的時間內(nèi)看門狗輸入未被觸發(fā)，則看門狗輸出使CPU復(fù)位。設(shè)置看門狗功 能提供了一種使系統(tǒng)從瞬時故障中自動恢復(fù)的能力，保證單片機(jī)的可靠復(fù)位。 圖4所示為圖2自動檢測回路和輸出驅(qū)動回路電路原理圖，包括由U12(ADR292 5V/4.096V構(gòu)成的，模擬量基準(zhǔn)電壓參考電路，基準(zhǔn)電壓(Voltage references)是當(dāng)代模擬集成電路極為重要的組成部分，它對高新模擬電子技術(shù) 的應(yīng)用與發(fā)展具有重要作用。在許多集成電路中，如數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、模數(shù)轉(zhuǎn) 換器(ADC)、線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器等，都需要精密而又穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)；由 Jl等構(gòu)成的模擬量輸入輸出接口電路，它與中央處理器lil連接，實現(xiàn)模擬量 的檢測和控制輸出；由J2、高可靠性光電耦合器4GH302等構(gòu)成的數(shù)字量檢測 輸入控制電路，它與中央處理器U1連接，實現(xiàn)數(shù)字量信號的檢測。；由J3、 SC50 等構(gòu)成的數(shù)字量輸出驅(qū)動電路，它與中央處理器U1連接，實現(xiàn)數(shù)字量的輸出控 制。圖5所示為圖2存儲器電路和RS232通訊接口原理圖，包括由U3(CY62256 SDRAM、 U4 (AT28C256 E2PR0M構(gòu)成的存儲器電路，它與它與中央處理器U1連 接，實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)存儲記錄功能；由Ull (DCP010505P構(gòu)成的通訊電源回路， 隔離通訊電源，使RS232通訊和CAN總線通訊的抗干擾能力得到很大的改善； 由6N137高速光電耦合器、MAX232通訊模塊等構(gòu)成RS232通訊接口電路，它與 它與中央處理器U1連接，實現(xiàn)RS232通訊功能，同時又可作為中央處理器U1 編程口。圖6所示為圖2 CAN總線通訊接口原理圖，由6N137高速光電耦合器、8PCA82C250等構(gòu)成CAN總線通訊接口電路，它與中央處理器Ul連接，實現(xiàn)C認(rèn) 總線通訊功能。具體工作原理如下由圖1至圖5可知1、 通過觸摸屏2或現(xiàn)場操作按鈕7控制排紗輥裝置21回到零點(diǎn)。2、 將纖維絲手動壓在繞線輥裝置20壓條上。3 、通過觸摸屏2設(shè)定纖維張力、膠液溫度、膠液密度、繞線速度，排紗 間距，排紗寬度等數(shù)據(jù)。4、 通過觸摸屏2啟動由纖維放巻裝置22、纖維收巻裝置23、纖維糾偏裝 置17組成的收放巻張力控制裝置；由膠液補(bǔ)充裝置18、膠液攪拌裝置19，膠液加熱器25組成的膠液配給控制裝置；繞線輥裝置20;排紗輥裝置21;紅外烤燈24。5、 根據(jù)觸摸屏2設(shè)定的纖維張力，排紗設(shè)備控制器14實時檢測纖維張力 信號10與纖維位置信號12，與觸摸屏2設(shè)定的纖維張力比較，通過PID和模 糊運(yùn)算后經(jīng)輸出驅(qū)動電路35控制纖維放巻裝置22、纖維收巻裝置23、纖維糾 偏裝置17，以達(dá)到張力的穩(wěn)定控制。6、 根據(jù)觸摸屏2設(shè)定的纖維溫度，排紗設(shè)備控制器14實時檢測纖維溫度 信號ll，與觸摸屏2設(shè)定的纖維溫度比較，通過PID和模糊運(yùn)算后經(jīng)輸出驅(qū)動 電路35控制交流固態(tài)繼電器26、紅外烤燈24，以達(dá)到纖維溫度的穩(wěn)定控制。7、 根據(jù)觸摸屏2設(shè)定的膠液溫度，排紗設(shè)備控制器14實時檢測膠液溫度 信號8，與觸摸屏2設(shè)定的纖維溫度比較，通過PID和模糊運(yùn)算后經(jīng)輸出驅(qū)動 電路35控制交流固態(tài)繼電器26、膠液加熱器25，以達(dá)到膠液溫度的穩(wěn)定控制。8、 根據(jù)觸摸屏2設(shè)定的膠液密度，排紗設(shè)備控制器14實時檢測膠液密度 信號9，與觸摸屏2設(shè)定的纖維溫度比較，通過PID和模糊運(yùn)算后經(jīng)輸出驅(qū)動 電路35控制膠液補(bǔ)充裝置18、膠液攪拌裝置19，以達(dá)到膠液密度的穩(wěn)定控制。9、 根據(jù)觸摸屏2設(shè)定的繞線速度，排紗間距，纖維絲數(shù)，排紗寬度等數(shù)據(jù)，排紗控制器14實時檢測繞線輥速度信號3，排紗輥速度信號4，經(jīng)排紗控制器14根據(jù)繞線速度，排紗間距，纖維絲數(shù)等計算后，通過PID和模糊運(yùn)算后經(jīng)輸 出驅(qū)動電路35控制伺服控制器27、繞線輥裝置20、排紗輥裝置21，以達(dá)到繞 線速度，排紗間距，排紗寬度的穩(wěn)定控制。10、 在整個運(yùn)行過程中，排紗設(shè)備控制器14的自動檢測電路28，實時檢 測繞線輥速度信號3 ，排紗輥速度信號4 ，行程開關(guān)信號5 ，各電機(jī)故障6 ， 現(xiàn)場操作按鈕7 ，膠液溫度信號8 ，膠液密度信號9 ，纖維張力信號10 ， 纖維溫度信號11 ，纖維位置信號12及觸摸屏2等信號經(jīng)排紗成型設(shè)備控制 器14判斷各信號是否符合工藝要求，并實時對各種現(xiàn)場情況作出響應(yīng)。例根 據(jù)行程開關(guān)信號5，判斷排紗輥裝置21位置是否越限，當(dāng)發(fā)生排紗輥裝置21 位置越限，排紗設(shè)備控制器14通過輸出驅(qū)動電路路輸出報警信號；根據(jù)纖維張 力信號10，判斷纖維是否斷紗，當(dāng)發(fā)生纖維斷紗時，停止繞線輥裝置20、排 紗輥裝置21運(yùn)轉(zhuǎn)，并記錄斷紗位置，排紗設(shè)備控制器14通過輸出驅(qū)動電路路 輸出斷紗報警信號，當(dāng)人工已對報警作出應(yīng)答和處理后，從斷紗位置起繼續(xù)運(yùn) 行排紗程序。11、 在運(yùn)行過程中，無紙記錄儀實時記錄繞線輥速度信號3 ，排紗輥速度 信號4 ，膠液溫度信號8 ，膠液密度信號9 ，纖維張力信號10 ，纖維溫度 信號11 ，纖維位置信號12等反饋信號。12當(dāng)排紗結(jié)束后，排紗設(shè)備控制器14通過輸出驅(qū)動回路停止由纖維放巻 裝置22、纖維收巻裝置23、纖維糾偏裝置17組成的收放巻張力控制裝置；由 膠液補(bǔ)充裝置18、膠液攪拌裝置19，膠液加熱器25組成的膠液配給控制裝置； 繞線輥裝置20;排紗輥裝置21;紅外烤燈24等裝置。另外，控制器系統(tǒng)還設(shè)置了數(shù)據(jù)傳輸功能，可通過CAN總線和RS232接口 傳送和接受數(shù)據(jù)，包括傳送實時繞線輥速度信號，排紗輥速度信號，膠液溫度 信號，膠液密度信號，纖維張力信號，纖維溫度信號，纖維位置信號，及當(dāng)前工作狀態(tài)狀態(tài)等，同時還可以接收操作指令；操作控制軟件采用全中文界面， 采用最先進(jìn)的寬溫、寬視野、高亮度液晶顯示觸摸屏，循環(huán)顯示實時的測量值 以及漢字顯示故障報告、遙控信信息，方便的操作菜單和鍵盤使各種功能均可 以在當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)。通過上述操作，實現(xiàn)了各裝置和排紗設(shè)備控制器14的聯(lián)動，大大降低了 操作人員的勞動強(qiáng)度和人為操作錯誤所引起的產(chǎn)品報廢的可能性，提高了控制 系統(tǒng)精度和可擴(kuò)展性。改變了以往多儀表，多控制器局限性，降低了操作難度。 廣泛用于先進(jìn)復(fù)合材料在航天工程的制造領(lǐng)域，有很高社會和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1、一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，其特征在于包括工業(yè)控制計算機(jī)(1)，觸摸屏(2)通過RS485接口與排紗設(shè)備控制器(14)的一端連接；依次將繞線輥速度信號(3)，排紗輥速度信號(4)，行程開關(guān)信號(5)，各電機(jī)故障(6)，現(xiàn)場操作按鈕(7)，膠液溫度信號(8)，膠液密度信號(9)，纖維張力信號(10)，纖維溫度信號(11)，纖維位置信號(12)的另一端與排紗設(shè)備控制器(14)的一端連接；依次將繞線輥速度信號(3)，排紗輥速度信號(4)，行程開關(guān)信號(5)，各電機(jī)故障(6)，現(xiàn)場操作按鈕(7)，膠液溫度信號(8)，膠液密度信號(9)纖維張力信號(10)，纖維溫度信號(11)，纖維位置信號(12)的另一端分別與排布機(jī)(13)的一端連接；排紗設(shè)備控制器(14)的另一端依次將分別與無紙記錄儀(15)，故障信號指示(16)，纖維糾偏裝置(17)，膠液補(bǔ)充裝置(18)，膠液攪拌裝置(19)，兩臺交流固態(tài)繼電器(26)，四臺伺服控制器(27)連接；四臺伺服控制器(27)的另一端分別與繞線輥裝置(20)，排紗輥裝置(21)、纖維放卷裝置(22)，纖維收卷裝置(23)的一端連接；兩臺交流固態(tài)繼電器(26)的另一端分別紅外烤燈(24)，膠液加熱器(25)的一端連接；纖維糾偏裝置(17)，膠液補(bǔ)充裝置(18)，膠液攪拌裝置(19)，繞線輥裝置(20)，排紗輥裝置(21)、纖維放卷裝置(22)，纖維收卷裝置(23)，紅外烤燈(24)，膠液加熱器(25)的另一端分別排布機(jī)(13)的另一端連接，上述所說排紗設(shè)備控制器(14)包括自動檢測電路(28)分別和接口與控制電路(29)、輸出驅(qū)動電路(35)連接；接口與控制電路(29)又分別依次與顯示部件(30)、通訊接口(34)、中央處理器(32)、電源回路(31)連接；中央處理器(32)與存儲器(33)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，其特征在于 所述的自動檢測回路(28)分別與繞線輥速度，排紗輥速度，行程開關(guān)，各電 機(jī)故障，現(xiàn)場操作按鈕，膠液溫度，膠液密度，纖維張力，纖維溫度，纖維位置信號相連接，并將檢測信號經(jīng)接口與控制回路送到中央處理器(32)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，其特征在于所述的輸出驅(qū)動電路(35)與故障信號指示，纖維糾偏裝置，膠液補(bǔ)充裝置，膠液攪拌裝置，兩臺交流固態(tài)繼電器，四臺伺服控制器，繞線輥裝置，排紗輥 裝置、纖維放巻裝置，纖維收巻裝置，紅外烤燈，膠液加熱器連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置，其特征在于 所述排紗設(shè)備控制器(14)還連接一個標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線接口和一個標(biāo)準(zhǔn)的RS232 接口。
專利摘要本實用新型公開了用排布機(jī)進(jìn)行排紗的控制裝置。由纖維放卷裝置、纖維收卷裝置、纖維糾偏裝置組成的收放卷張力控制裝置；由膠液補(bǔ)充裝置、膠液攪拌裝置，膠液加熱器組成的膠液配給控制裝置；繞線輥裝置；排紗輥裝置；紅外烤燈；排紗設(shè)備控制器，控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，用于控制整個系統(tǒng)聯(lián)動。實現(xiàn)了各裝置和排紗設(shè)備控制器的聯(lián)動，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度和人為操作錯誤所引起產(chǎn)品報廢的可能性，提高控制精度和可擴(kuò)展性。采用中央處理器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，接受現(xiàn)場發(fā)來得各種控制命令，總線通訊接口，可以與計算機(jī)連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，集測量、控制、保護(hù)、通訊于一體；使系統(tǒng)運(yùn)算速度快、存儲容量大、功能多、擴(kuò)展性強(qiáng)。
文檔編號B05C21/00GK201169720SQ200720311479
公開日2008年12月24日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
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