喷气织机的引纬控制系统直接决定着喷气织机的运行效率、能耗、产品质量、平均无故障时间等关键性的指标,是喷气织机整个电控系统的核心之一[1]。市场上现存的喷气织机的引纬控制系统一般都是利用处理器和硬件电路两部分配合实现[2],即引纬角度信号由处理器通过软件比较产生,单稳态信号产生部分和电磁阀驱动部分则由电子元器件组成的硬件电路实现。
这种控制系统归纳起来主要有以下3个缺点:(1)引纬信号是通过比较织机编码器的角度和预先设定的引纬打开关闭角度产生的。由于CPU的程序是顺序执行的,在比较这两个角度的过程中不可避免地存在不一致性,导致引纬的精度不高,引纬不稳定。(2)为了保证引纬电磁阀能够可靠打开,一般采用48V电压打开电磁阀,并且要求信号持续时间为精确的8ms。传统的方法是采用单稳态电路产生8ms的信号,但是单稳态电路容易受到电阻电容精度和温度的影响,导致定时精度不高。(3)织机引纬电磁阀的电路多达几十路,需要几十个单稳态电路才能满足要求,电路复杂,可靠性差,价格昂贵[3]。
1引纬控制系统方案设计
本文所提出的喷气织机新型引纬控制系统结构图如图1所示。采用DSP控制单元与上位机进行串行通信、与FPGA进行并行通信,以实现引纬参数的实时调整;FPGA可编程逻辑单元通过比较编码器的角度信号和设定角度信号产生引纬单稳态和保持信号;引纬单稳态和保持信号通过驱动电路控制电磁阀的动作。
2引纬控制系统硬件设计
引纬控制系统的硬件主要由DSP控制及通信模块、FPGA信号产生模块和驱动电路模块三部分组成。
2.1DSP控制及通信模块
DSP选用TI公司的TMS320LF2407A,它是TI公司专为工业控制设计的一款DSP,具有两个事件管理模块、SPI通信、SCI通信、CAN通信、AD转换等集成外设,其中事件管理模块包含PWM输出、比较、捕捉、正交编码输入等功能,可以完成除引纬之外的送经电机及卷取电机的控制、信号的监测、动作的控制等喷气织机的其他控制功能。与上位机通信的硬件电路采用DSP内部集成的CAN控制器和外部CAN收发器PCA82C250。
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