专利名称：一种电子选纬器输出短路预防和报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺织行业的电子选纬器，具体涉及一种在电子选纬器发生短路故障时能够预防短路并断开供电，发出报警的装置。
背景技术：
电子选纬器是纺织机器的重要部件，其质量好坏直接影响到产品的质量，由于电子选纬器运用高可靠性的电子选色控制系统，因此需要考虑不同工作状态下，可能出现输出短路故障的情况，这种输出短路故障会造成系统瞬间电流过大，如果持续时间过长，电子选色控制系统中的功率元器件会因短路发热而导致热量积累超过其耐受程度而烧毁，对电子选纬器造成不可估量的严重损失。所以为保证电子选纬器的高可靠性运行，需要对这种故障进行严密的预防保护措施，但是目前在所有电子选纬器产品中，并没有相关的现有技术。
实用新型内容为解决现有技术中对电子选纬器的短路故障无法及时报警的问题，本实用新型提供一种针对电子选纬器的地线电流变化，判断是否发生短路故障，一旦确认发生及时断开电子选纬器的供电避免更大损失的方案，具体方案如下一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，包括为电子选纬器提供直流电压的直流供电单元，其特征在于，所述电子选纬器和直流供电单元之间连接有分析线路上电流波动的故障检测单元和接受控制信号后通断直流供电系统与电子选纬器联系的执行单元，连接故障检测单元和执行单元的主控单元，所述主控单元接收并分析故障检测单元的检测信号并将控制信号输送到执行单元。为方便控制电子选纬器的电路断开所述直流供电单元同时为电子选纬器输出短路预防和报警装置提供5V和32V直流电压，其中执行单元连接在直流供电单元和电子选纬器之间32V直流电压线路上。为给用户提供不同中的报警方式所述主控单元连接有报警单元，所述报警单元包括光报警和声报警；所述光报警由依次串联在主控单元和地线之间的电阻9、发光二极管D2构成；所述声报警由依次串联在主控单元和地线之间的电阻R7、三极管Q3和蜂鸣器组成。为得到电子选纬器的实时电压所述故障检测单元包括设定电子选纬器安全工作电压的安全阀值电路、采样当前电子选纬器的工作电流并将其转换为采样电压的采样电路和进行电压比较的电压较器，其中安全阀值电路和采样电路分别与电压比较器连接，电压比较器在采样电路的电压高于安全阀值电路的电压时输出低电平，否则输出高电平。为避免误操作所述主控单元在接收故障检测单元的低电平信号时，对低电平信号的持续时间进行鉴定，仅在满足设定时间的情况下，才向执行单元输出断开信号。为实现电子选纬器安全电压和实时电压的比较所述安全阀值电路为电阻R2与R3串联在直流供电单元的5V和地线之间，然后通过R2和R3之间的节点与电压比较器连接，电容Cl并联在电阻R3的两端；所述采样电路为电阻Rl串联在直流供电单元和电子选纬器的地线之间后与电压比较器连接，电容C4和二极管ZDl串联在电阻Rl的两端。为确定电子选纬器电流的通断所述执行单元为常闭型电磁继电器，主控单元通过串联的电阻R5和三极管Ql与电磁继电器连接，在电阻R5与地线之间串联一个电容C6，在电磁继电器的两端串联一个二极管D1。为方便系统复位所述主控单元连接有用于手动对主控单元进行系统复位的复位单元，复位单元由依次串联在直流供电单元的5V线路和主控单元之间的电阻R8和开关Sl组成。本实用新型在电子选纬器突然发生输出短路故障时，能够迅速检测并确定是否发生短路故障并发出相应的控制命令，避免短路电流持续时间过长损毁系统部件，保护电子选纬器和直流供电系统。主控单元保证接到的低电平信号持续相当时间才发出控制断路命令，避免非短路故障带来的误操作。报警单元实现多种途径的报警，能够及时引起操作人员的注意。本实用新型的报警装置与电子选纬器并联接入直流供电单元，当发生输出短路故障时，报警装置既可以自身安全运行，又能及时安全切断电子选纬器与直流供电单元的联系，整个报警装置结构简单，易于安装，可与原电子选纬器的电子选色控制系统完美衔接，安全可靠性高。
图1本实用新型的原理图。图2图1中故障检测单元电路示意图。图3图1中主控单元电路示意图。图4图1中复位单元电路示意图。图5本实用新型的整体电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本方案包括为电子选纬器提供不同电压等级的直流供电单元，直流供电单元为电子选纬器提供5V和32V的直流电压，同时为整个装置提供5V直流电压，故障检测单元连接在直流供电单元的地线和电子选纬器的地线之间，故障检测单元将检测结果输出到主控单元，主控单元对检测结果进行分析判断再输送到分别连接的执行单元和报警单元，执行单元连接在直流供电单元输送到电子选纬器的32V线路中。其中故障检测单元包括电压比较器和安全阀值电路、采样电路，安全阀值电路用于设定电子选纬器安全工作电流对应的阀值电压，并将阀值电压输送到电压比较器中，采样电路用于采样当前电子选纬器的工作电流，并将其转换为采样电压，电压比较器对阀值电压和采样电压进行比较，当采样电压大于阀值电压时，向主控单元输出低电平信号，否则输出高电平信号。主控单元包括微处理器，微处理器在接收电平信号后，对其中的低电平信号进行分析，当低电平信号的持续时间满足设定时，向执行单元发出断开命令，同时向报警单元发出报警信号。执行单元为一个常闭型电磁继电器，在接到主控单元的断开命令后，断开直流供电单元输送到电子选纬器的32V线路，进而电子选纬器停止工作，避免故障对系统造成进一步的影响。[0019]如图2和图5所示，故障检测单元的安全阀值电路由电阻R2与R3串联在直流供电单元的5V和地线之间，组成电阻分压电路，然后通过R2和R3之间的节点与电压比较器连接，作为滤波的电容Cl并联在电阻R3的两端；所述采样电路为利用电阻Rl串联在直流供电单元与电子选纬器的地线之间，通过Rl将电子选纬器电流信号转换为电压信号，将采样电压输送到电压比较器，电容C4和二极管ZDl并联在电阻Rl的两端，电容C4作为滤波电容，ZDl作为TVS 二极管可防止电阻Rl检测的采样电流瞬间过大导致输出采样电压过高而损坏电路，提高了系统的安全性。在电压比较器的输出线路上连接一个电阻R4，电阻R4作为电压比较器输出采样结果信号的上拉电阻，可以将不确定信号嵌位为高电平，防止误动作。如图3和图5所示，主控单元包括一个微处理器AT89C2052，微处理器作为整个装置的信号分析和控制中心，对接收到的电平信号进行判断，电压比较器输出的电平信号与微处理器的引脚19连接，当接到的低电平信号满足设定的时间后输送到执行单元，在微处理器与执行单元之间依次串联电阻R5、三极管Q1，电阻R5的输入端与微处理器的引脚18连接，在电阻R5与地线之间串联一个滤波电容C6，在常闭电磁继电器的两端并联一个二极管D1，电阻R5作为限流电阻将来自于主控单元的控制信号连接至三极管的输入端，一旦控制信号输出满足条件的高电平，则将控制三极管导通，从而控制常闭电磁继电器断开，从而切断直流供电单元与电子选纬器的联系。在微处理器向执行单元输出断开信号的同时，为提醒操作人员的注意，还同时启动报警单元进行报警，报警单元包括声报警和光报警，其中微处理器的引脚11连接一个串联在地线之间的限流电阻R9与发光二极管D2，形成光报警电路，微处理器的引脚13连接一个串联在地线之间的限流电阻R7和三极管Q3，以控制蜂鸣器形成声报警电路。如图4、5所示，在微处理器的引脚6上连接一个复位单元，复位单元由依次串联在直流供电单元和地线之间的上拉电阻R8和复位开关Si。当电子选纬器的故障解除后，手动控制复位按键使主控单元恢复到正常工作状态，控制执行单元接通与电子选纬器的联系，以恢复电子选纬器的供电。
权利要求1.一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，包括为电子选纬器提供直流电压的直流供电单元，其特征在于，所述电子选纬器和直流供电单元之间连接有分析线路上电流波动的故障检测单元和接受控制信号后通断直流供电系统与电子选纬器联系的执行单元，连接故障检测单元和执行单元的主控单元，所述主控单元接收并分析故障检测单元的检测信号并将控制信号输送到执行单元。
2.如权利要求1所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述直流供电单元同时为电子选纬器输出短路预防和报警装置提供5V和32V直流电压，其中执行单元连接在直流供电单元和电子选纬器之间32V直流电压线路上。
3.如权利要求1所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述主控单元连接有报警单元，所述报警单元包括光报警和声报警；所述光报警由依次串联在主控单元和地线之间的电阻9、发光二极管D2构成；所述声报警由依次串联在主控单元和地线之间的电阻R7、三极管Q3和蜂鸣器组成。
4.如权利要求1所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述故障检测单元包括设定电子选纬器安全工作电压的安全阀值电路、采样当前电子选纬器的工作电流并将其转换为采样电压的采样电路和进行电压比较的电压较器，其中安全阀值电路和采样电路分别与电压比较器连接，电压比较器在采样电路的电压高于安全阀值电路的电压时输出低电平，否则输出高电平。
5.如权利要求4所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述主控单元在接收故障检测单元的低电平信号时，对低电平信号的持续时间进行鉴定，仅在满足设定时间的情况下，才向执行单元输出断开信号。
6.如权利要求4所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述安全阀值电路为电阻R2与R3串联在直流供电单元的5V和地线之间，然后通过R2和R3之间的节点与电压比较器连接，电容Cl并联在电阻R3的两端；所述采样电路为电阻Rl串联在直流供电单元和电子选纬器的地线之间后与电压比较器连接，电容C4和二极管ZDl串联在电阻Rl的两端。
7.如权利要求1所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述执行单元为常闭型电磁继电器，主控单元通过串联的电阻R5和三极管Ql与电磁继电器连接，在电阻R5与地线之间串联一个电容C6，在电磁继电器的两端串联一个二极管D1。
8.如权利要求1所述的一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，其特征在于，所述主控单元连接有用于手动对主控单元进行系统复位的复位单元，复位单元由依次串联在直流供电单元的5V线路和主控单元之间的电阻R8和开关Sl组成。
专利摘要本实用新型涉及一种电子选纬器输出短路预防和报警装置，包括为电子选纬器提供直流电压的直流供电单元，所述电子选纬器和直流供电单元之间连接有分析线路上电流波动的故障检测单元和接受控制信号后通断直流供电系统与电子选纬器联系的执行单元，连接故障检测单元和执行单元的主控单元，所述主控单元接收并分析故障检测单元的检测信号并将控制信号输送到执行单元。本实用新型在电子选纬器突然发生输出短路故障时，能够迅速检测并确定是否发生短路故障并发出相应的控制命令，避免短路电流持续时间过长损毁系统部件，保护电子选纬器和直流供电系统。
文档编号D03D47/34GK202337863SQ20112049059
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者张长栓, 梁亚鹏 申请人:北京中纺精业机电设备有限公司