专利名称：纺织上浆率自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制装置，尤其涉及一种用在纺织经纱，检测、调整上浆率的自动控制装置。
背景技术：
纺织经纱上浆是织造生产中最重要的工序之一，经纱上浆率是表示纱线上浆量的大小，是指上浆后粘附经纱上的浆料干重对经纱干重的百分比，经纱上浆率的常规检测方法为退浆法。浆纱上浆率过大，会增加浆纱成本、制造时产生脆断头、影响织造效率，上浆率过小，经纱断头将明显增加，起毛起球，甚至由于断头太多而无法织造，造成很大浪费。在浆纱生产过程中，影响上浆率的因素很多而当浆液调治好，浆液的含固量、粘度达到工艺要求时，浆纱挡车工只能通过调浆纱机速度、压浆辊压力、浸浆方式和浸没辊的高低位置来调整上浆率的大小，至于实际上浆率的大小仅能凭经验和手感来判断，而上浆率的测试结果要在浆纱取样几小时后才能得到。这个结果只能起到事后核对的作用而无法指导生产。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种能够检测、调整上浆率的自动控制装置。
本实用新型所采用的技术方案是一种上浆率自动控制装置，包括一个微控制器，一个A/D转换器，一个D/A转换器，两级电压放大器，两级功率放大器，传感器和执行部件，所述传感器将检测到的模拟信号经所述两级电压放大器放大后，输入到所述A/D转换器，转换成数字信号，输出到所述微控制器，微控制器将处理后的数字信号输出到所述D/A转换器，转换成模拟信号，输出到所述两级功率放大器，放大后的信号传递给执行部件动作。
所述传感器包括β射线探测器和压力传感器，所述β射线探测器由射线源和电离室组成，射线源发出射线，电离室接收反射回的射线，使电离室内的物质发生电离，电离室输出电流至前置放大级，此信号处理后，输送到的执行部件是浆纱机喂入电机的变频器；所述压力传感器传递的压力信号经处理后，驱动的执行部件是压浆辊电机。
所述微机控制器包括一个中央处理器，一个程序存储器，一个数据存储器，一个地址锁存器，所述中央处理器的AD0-AD7端口，程序存器的D0-D7端口，数据存储器的D0-D7端口，地址锁存器的D0-D7端口接数据总线；中央处理器的A8-A15端口，数据存储器的A0-A12端口，程序存储器的A0-A14端口，地址锁存器的Q0-Q7端口接地址总线；中央处理器的RD端口接程序存器和数据存储器的OE端口；中央处理器的WR端口接数据存储器的WE端口；中央处理器的ALE端口接地址锁存器的LE端口。
工作过程向程序控制器设定工艺参数1，标准浆纱重量；2，标准浆纱喂入速度系数；3，压浆辊标准压力；4，是否进行自动控制；5，压浆辊极限压力。然后进入自动控制，在生产过程中通过射线检测仪时刻检测成纱重量，进行采样程序，单片机1秒钟采样8次，然后对采集到的浆纱重量进行滑动平均计算，将连续十次采集到的浆纱重量进行滑动平均计算，将连续十次采集到的浆纱重量存储到数据存储器6264中，然后每采集1个实际浆纱重量，就与前9次采集的浆纱重量求一次平均，将得出的平均值作为采样结果送入PID运算公式中，进行PID计算。PID是自动控制中的经典算法，P为比例环节，比例系数设定得越大，调节力度越大；I为积分环节，可以消除系统的静态误差；D为微分环节，可以提高系统的快速反应。当P＝50，F＝20，D＝10即P＞40，30＞I＞15，D＜＝10，才能保证浆纱重量漂移较小，系统调节才稳定，经过计算实际重量与标准浆纱质量的偏差，运行PID计算，时刻修正压浆辊压力，保证成纱重量的稳定。计算出压浆辊压力后，程序还要检测该压力是否大于设定的压浆辊压力极限值，如果小于极限值，则不能输出到I/P转换器，只能降低车速，再根据车速与压力的线性关系计算出新的压力，这个压力小于极限值。然后再由PID公式修正这个压力值。
技术效果本实用新型上浆率自动控制装置在上述工作方式运行时，上浆率能得到很好地控制。从而减少疵布，减少浆料的消耗量。一台国产浆纱机配套100台国产箭杆织机生产16×16×88×54牛仔布，上浆率在传统方式下能控制在8-10％，采用上浆率自动控制装置后能控制在8-9％，节省浆料12吨。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1，本实用新型上浆率自动控制装置的电路方框图。
图2，探测器的结构图。
图3，本实用新型上浆率自动控制装置的输入电路原理图。
图4，本实用新型上浆率自动控制装置的控制电路原理图。
图5，本实用新型上浆率自动控制装置的输出电路原理图。
图6，本实用新型的电源电路原理图具体实施方式
如图1所示上浆率自动控制装置，包括一个微控制器，一个A/D转换器，一个D/A转换器，两级电压放大器，两级功率放大器，传感器和执行部件，所述传感器将检测到的模拟信号经所述两级电压放大器放大后，输入到所述A/D转换器，转换成数字信号，输出到所述微控制器，微控制器将处理后的数字信号输出到所述D/A转换器，转换成模拟信号，输出到所述两级功率放大器，放大后的信号传递给执行部件动作。
如图2所示射线探测器21包括射线源22和电离室23。射线源22发出射线，电离室23接收反射回的射线，使电离室23内的物质发生电离，电离室23输出电流至前置放大级。
参照图3，图4，图5所示探测器探测到的纱浆信号经两级电压放大器放大；放大器型号为OP07，放大器的同相输入端通过一个20K电阻模拟接地，异相输入端输入电压信号。20K的反馈电阻接在输出端与异向输入端之间，放大器需要提供±15V电源；模拟信号经电压放大后，传输到A/D转换模块，型号为AD650，变为计算机处理的数字信号，另一路由压力传感器发出的压浆辊压力信号经过同样的电路转化为数字信号。
本实用新型的控制装置由CPU，存储器和I/O模块组成，CPU采用INTEL公司的80196，16位单片机，程序存储器型号为27256，数据存储器型号为6264，CPU的AD0-AD7接数据总线，27256的D0-D7接数据总线，6264的D0-D7接数据总线，74LS373的D0-D7接数据总线，数据总线用来传输数据，数据总线是双向的，即数据既可以从CPU送到其它部件，也可以从其它部件传送到CPU。CPU的A8-A15接地址总线，27256的A0-A14接地址总线，6264的A0-A12接地址总线，锁存器74LS373的Q0-Q7接地址总线。地址总线专门用来传送地址信息，地址总是从CPU送出去的，所以和地址总线是单向的。CPU的RD接27256的OE和6264的OE，CPU的WR接6264的WE。CPU的ALE接锁存器74LS373的LE。CPU通过ALE线控制74LS373锁存器，当ALE为低电平时，P4口输出高8位地址总线，P3口输出低8位地址总线，CPU根据P3和P4口的地址信号寻址。当ALE为高电平时，CPU已经寻找到地址单元，P4口高阻，P3口输出8位数据，CPU对存储器进行读写操作。CPU处理过的信号，传输给D/A转换器，变换成模拟信号，本转换电路采用MAXIM公司的MAX538芯片，该芯片精确度高，线性度好，将CPU计算机的压浆辊压力数值和浆纱喂入速度数值转化为模拟电压信号，然后经过运算放大器进行两级功率放大，输出到压浆辊的I/P转换器和浆纱机喂入电机的变频器上，控制压浆辊压力和喂入速度。
本装置按装在浆纱机上，工作环境比较恶劣，空气潮湿，外界电气干拢信号地较频繁，因此电源电路采用了抗干扰措施。参照图6，瞬变电压二极管ZT，ZT1反接在三端稳压器7805的输入端和输出端，当输入端电压超过允许值12V时，接在输入端的瞬变电压二极管ZT会立刻短路，将高压滤波，当输入电压又恢愎到12V以下时，瞬变电压二极管ZT恢复到原来的断开状态，稳压器7815和7915向运算放大器OP07和AD650提供工作电压，它们的地线为模拟地，稳压器7805向CPU程序存储器27256，数据存储器6264，提供工作电压，它们的地线为数字地，模拟地和数字地独立分布，避免互相干扰；DY1-DY8为整流二极管，DY1-4构成整流桥，DY5-8构成另一个整流桥；在这些整流二极管的阳极和阴极上并联0.1U电容，可以将尖峰脉冲和浪涌电压滤波。
权利要求1.一种上浆率自动控制装置，其特征在于包括一个微控制器，一个A/D转换器，一个D/A转换器，两级电压放大器，两级功率放大器，传感器和执行部件，所述传感器将检测到的模拟信号经所述两级电压放大器放大后，输入到所述A/D转换器，转换成数字信号，输出到所述微控制器，该微控制器将处理后的数字信号输出到所述D/A转换器，转换成模拟信号，输出到所述两级功率放大器，放大后的信号传递给所述执行部件动作。
2.根据权利要求1所述的上浆率自动控制装置，其特征在于所述传感器包括β射线探测器和压力传感器，所述β射线探测器由射线源和电离室组成，所述射线源发出射线，所述电离室接收反射回的射线，使电离室内的物质发生电离，电离室输出电流至前置放大级，此信号处理后，输送到的执行部件是浆纱机喂入电机的变频器；所述压力传感器传递的压力信号经处理后，驱动的执行部件是压浆辊电机。
3.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述微机控制器包括一个中央处理器，一个程序存储器，一个数据存储器，一个地址锁存器，所述中央处理器的AD0-AD7端口，程序存储器的D0-D7端口，数据存储器的D0-D7端口，地址锁存器的D0-D7端口接数据总线；中央处理器的A8-A15端口，数据存储器的A0-A12端口，程序存储器的A0-A14端口，地址锁存器的Q0-Q7端口接地址总线；中央处理器的RD端口接程序存器和数据存储器的OE端口；中央处理器的WR端口接数据存储器的WE端口；中央处理器的ALE端口接地址所存器的LE端口。
专利摘要本实用新型公开了一种上浆率自动控制装置,它包括一个微控制器,一个A/D转换器,一个D/A转换器,两级电压放大器,两级功率放大器,传感器和执行部件,所述传感器将检测到的模拟信号经所述两级电压放大器放大后,输入到所述A/D转换器,转换成数字信号,输出到所述微控制器,该微控制器将处理后的数字信号输出到所述D/A转换器,转换成模拟信号,输出到所述两级功率放大器,放大后的信号传递给所述执行部件动作。本实用新型能及时检测、调整上浆率,从而减少疵布,减少浆料的消耗量。
文档编号G05D15/00GK2499874SQ0125955
公开日2002年7月10日 申请日期2001年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者赵强, 于辛, 程学忠 申请人:赵强, 于辛, 程学忠