基于自動控制系統的高速劍桿織機設計與研究

一、控制系統總體組成及特點

本設計中微處理器采用Philips的16位微機P51XA-S3，Philips的XA（擴展結構）使用當今高速微處理器通用的寄存器-寄存器的結構，能提供最好的性價比。

二、程序設計

1.軟件總體框架。軟件的總體方案采用模塊化編程思想，首先分析織造運動過程，在程序設計時做到組件化、模塊化。軟件的總體流程如圖2所示。主程序入口后，微處理器CPU初始化，存儲器PSD初始化，等到主板上電指示燈閃爍后，看門狗程序檢測，并對各種中斷資源進行初始化操作，串口0、1相關的RAM初始化，從PSD保存的數據區拷貝原先設置的面板參數，并對織機輸出清0初始化，再對操作面板進行初始化，顯示設置選擇菜單，操作人員可以根據織機的工作情況設置面板參數，讀取面板寄存12～17，得到面板參數，開啟織機運行循環。劍桿織機具有五大運動:開口，引緯，打緯，送經和卷取。織機運動控制的整體思路:在織機正常停車狀態時不斷地檢測輸入信號，產生相應的運動狀態，輸入信號有:點動、啟動、盤車、正尋緯、反尋緯等，輸入信號都是暫態，必須由軟件置相應標志位保存，直到相應的運動狀態完成后再由軟件清除。

2.中斷處理。圖1為光電編碼器中斷流程圖。

3.循環檢測模塊。圖2為織機停車狀態循環檢測模塊。在該模塊中首先清零織機各種運動狀態標志位，打開所有中斷，顯示等待啟動畫面，采樣輸入信號，檢測有否點動信號。若有點動輸入信號則點動輸出，并在角度200～255度間落指引緯，在角度大于270度時置位可加指標志，為下次落指引緯作準備。若沒有點動信號則檢測其他開關信號，根據啟動按鈕記下開車狀態標志位，有無盤車輸入信號，有則進行盤車，有無急停輸入信號，有則關閉點動和啟動輸出信號，有無手動尋緯信號，有則進行手動正反尋緯，有無開車輸入信號，有則織機進入開車狀態，進行織布。

同織機停車狀態循環檢測模塊類似，模塊化程序中存在開車織布狀態循環檢測模塊。首先面板顯示開車運行畫面，開車輸出，檢測開車狀態標志位，若是1，則織機進入開車狀態，循環織布，若不是1則循環檢測故障信號或停車信號，在240度～270度之間檢測有無停車信號，有無斷緯信號，有無斷經信號，若有則置相應的標志位，其中為防止斷緯信號誤觸發，延時1ms后再次采集斷緯信號并進行判斷。根據斷緯標志位，在261度～266度之間處理斷緯信號，關閉開車輸出信號，清開車標志位，斷緯指示燈亮，保存停車角度，面板顯示停車角度和信息，延時100ms，反尋緯2次，退出開車狀態，置斷緯標志位0。根據斷經標志位，在340度～345度之間處理斷經信號，關閉開車輸出信號，清開車標志位，斷經指示燈亮，保存停車角度，面板顯示停車角度和信息，延時100ms，退出開車狀態，置斷經標志位0。若在上述角度沒有判得斷緯標志位和斷經標志位，則根據停車標志位進行正常停車處理，關閉開車輸出信號，清開車標志位，正常停車指示燈亮，保存停車角度，面板顯示停車角度和信息，退出開車狀態，正常停車標志清0。故障信號和停車信號是暫態的，故在信號出現后對其標志位進行置1，進行狀態保存，在處理完相應的故障動作后再清其標志位。

4.雙機通訊模塊。主控板（微處理器和存儲芯片）與面板通訊說明:主控板和操作面板雙機通訊，主控板為主機，面板為從機，主板向面板連續發送數據，順序為：握手-讀或寫命令-寄存器首地址-長度-各寄存器數據-累加和，發送完后接收面板數據，如果是讀面板數據，則下一步接收面板寄存器的數據并保存，若是向面板寫數據，只要接收面板接收主板數據成功的回應信號。從面板得到設定參數和各種顯示信息時需不斷地調用通訊程序。雙機通訊主板發送流程。0x01為握手信號，0x57或0x52是寫或讀命令，首地址為begin，寫面板寄存器的個數為long，總發送長度=4個（首字節）+long*2+1個(累加和)，接下來發送各寄存器數據。延時20*6.25ms=125ms等待面板回應，與面板的一次發送和接收必需在此時間內完成，否則認為通訊出錯。最后發送的是累加和，累加和是前4個首字節加實際發送參數，累加和作為傳送數據是否正確的依據。上述參數先放入緩存RAM單元，可連續發送，每發送完一字節后進入串口中斷，在中斷中判斷是否數據已發送完。同理可以相應推得接收流程。

三、結論

本文設計的高速劍桿織機控制系統具有如下特點:具有故障自動檢測功能;可方便的通過光電編碼器調節角度;存儲器容量大，可對織機上大量的數據進行記錄;網絡接口便于車間聯網管理;在程序跑飛或電源斷電情況下，看門狗電路能夠讓微處理器自動復位，實時時鐘電路能夠準確計時。

預計未來劍桿織機的轉速及引緯率可能還會有所提高，但更重要的是自動化水平的進一步提高，使劍桿織機更加現代化。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文?！?/p>