一种针织专用电机控制系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及自控技术领域，尤其涉及到一种针织专用电机控制系统。


背景技术：

[0002]
纬编针织机主要由由机械主本体、针床、线轴架、喂纱系统、变频电机驱动、断纱报警和下布卷布系统等组成。现有的纬编针织机控制器中，变频器和纬编针织机控制器一般分开设置，而通用变频器配套通用控制器，其成本较高，集成一体的控制器系统对伺服控制系统又存在效率低、精度低、故障率高，成品质量差等问题。
[0003]
综上所述，如何提供一种安全可靠且满足高效率、高精度的针织专用电机控制系统，是本领域技术人员需解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种针织专用电机控制系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
[0005]
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种针织专用电机控制系统，包括：电机运行参数检测单元、主控制单元、电源供电单元、电机驱动单元和安全报警单元；
[0006]
所述电机运行参数检测单元于检测工作电机参数的传感信号，所述电机运行参数检测单元包括零位传感器和编码器，所述电机运行参数检测单元与所述主控制单元电连接；
[0007]
所述主控制单元包括中央处理器、掉电保护电路、存储模块和无线通信模块，所述掉电保护电路、所述存储模块和所述无线通信模块均与所述中央处理器电连接，所述存储模块用于针织花型数据及系统运行参数的存储以及读取，所述掉电保护电路用于进行硬件掉电检测和处理器电源切换；
[0008]
所述电源供电单元用于为各单元提供所需电压，所述电源供电单元包括防浪涌保护电路、电压转换电路和在线ups后备电源，所述防浪涌保护电路和所述电压转换电路与输入电源的输入端口相连，所述在线ups后备电源当电网突然停电时为电机控制系统提供电力，使电机控制系统按正常程序完成停机过程；
[0009]
所述电机驱动单元用于驱动所述纬编针织机的机械工作电机转动和调速，所述电机驱动单元包括电机变频器、光耦隔离模块、控制编织和卷布步进电机以及输纱器用无刷直流电机，所述电机变频器用于将所述主控制单元提供的弱电信号放大为电机能够接受的强电流信号，进而对工作电机进行驱动和调速控制；
[0010]
所述安全报警单元用于进行电机过流保护、无功补偿和故障语音报警，所述安全报警单元包括电机过流保护器、紧急制动模块和语音合成装置，所述安全报警单元与所述中央处理器电连接。
[0011]
进一步地，还包括操作显示面板，所述操作显示面板用于显示电机运行状态、参数输入和控制系统电气开关，所述操作显示面板包括液晶触摸显示屏和按键模块，所述按键
模块和所述液晶触摸显示屏与所述中央处理器电连接。
[0012]
进一步地，所述紧急制动模块包括若干个复合控制按钮和若干个继电器，所述若干个复合控制按钮通过所述若干个继电器与所述步进电机电连接。
[0013]
进一步地，所述存储模块包括外扩flash存储器和ram存储器，所述无线通信模块包括usb接口、rs-485通讯接口、wifi模块和以太网收发器。
[0014]
进一步地，所述电机变频器通过光耦隔离模块与所述中央处理器电连接，所述步进电机和所述无刷直流电机与所述电机变频器输出端电连接。
[0015]
进一步地，所述主控制单元还包括便于系统二次扩展的jtag 接口模块，所述jtag接口模块与所述中央处理器电连接。
[0016]
进一步地，所述掉电保护电路包括电阻r1至电阻r6、稳压二极管d1和运放u1组成的掉电检测电路和二极管d2、备用电池t1 和极性电容c1组成的备用电源电路以及继电器k1，所述电阻r1的一端与所述中央处理器的外部输入接口相连，所述电阻r1的另一端与所述电阻r2的一端和所述运放u1的输出端相连，所述电阻r3 并接在所述运放u1的反相输入端与输出端之间，所述电阻r2的另一端与所述电阻r4的一端和所述电阻r5的一端与所述继电器k1 常闭触点的一端并接，所述电阻r4的另一端与所述稳压二极管d1 的负极和所述运放u1的反相输入端并接，所述电阻r5的另一端与所述运放u1的正相输入端和所述电阻r6的一端并接，所述电阻r6 的另一端和所述稳压二极管d1的正极并联后接地，所述继电器k1 并接在电源与所述备用电源电路之间。
[0017]
进一步地，所述防浪涌保护电路为极性电容c2、电容c3和电阻r7组成的rc电路，所述电压转换电路包括降压转换器u2、电阻 r8、电阻r9、电容c4至电容c10、发光二极管d3、二极管d4、发光二极管d5、保险丝f1和稳压芯片，所述电容c4和所述电容c5 均并接在所述降压转换器u2引脚7与地之间，所述降压转换器u2 的引脚4与所述电阻r8的一端和所述电阻r9的一端并接，所述电阻r9的另一端与所述电感l1的一端、所述电容c7的一端和所述发光二极管d3的负极并接形成5v电压输出端，所述感l1的另一端与所述电容c6的一端、所述降压转换器u2的引脚8和所述二极管d4 的负极并接，所述二极管d4的正极、所述电容c7的另一端和所述发光二极管d3的正极均接地，所述电容c6的另一端与所述降压转换器u2的引脚1相连，所述稳压芯片的输入端接所述5v电压输出端，所述电容c8并接在所述稳压芯片的输入端与地之间，所述电容 c9和所述电容c10均并接在所述稳压芯片的输出端与地之间，所述稳压芯片的输出端并接所述保险丝f1的一端，所述保险丝f1的另一端与所述发光二极管d5的负极并接形成3.3v电压输出端，所述发光二极管d5的正极接地。
[0018]
本实用新型的有益效果是，该实用新型安全可靠使得纬编控制系统的控制效率和精度有所提升，成品质量高，且提高了该独立运动控制系统的可靠性、易维护性,便于二次扩展。
[0019]
下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本实用新型的特征和优点。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新
型的全部实施例限制于此。
[0021]
图1为本实用新型的组成结构示意图。
[0022]
图2为本实用新型中掉电保护电路的电路接口示意图。
[0023]
图3为本实用新型中防浪涌保护电路和电压转换电路的电路接口示意图。
具体实施方式
[0024]
为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
如附图1至附图3所示，本实用新型提供了一种安全可靠使得纬编控制系统的控制效率和精度有所提升，成品质量高，且易维护性,便于二次扩展，满足多路数、高效率、多功能的工业要求的针织专用电机控制系统，该针织专用电机控制系统包括：电机运行参数检测单元、主控制单元、电源供电单元、电机驱动单元和安全报警单元。所述电机运行参数检测单元于检测工作电机参数的传感信号，所述电机运行参数检测单元包括零位传感器和编码器，所述电机运行参数检测单元与所述主控制单元电连接。所述主控制单元包括中央处理器、掉电保护电路、存储模块和无线通信模块，还包括便于系统二次扩展的jtag接口模块，所述jtag接口模块与所述中央处理器电连接，所述掉电保护电路、所述存储模块和所述无线通信模块均与所述中央处理器电连接，所述存储模块用于针织花型数据及系统运行参数的存储以及读取，所述掉电保护电路用于进行硬件掉电检测和处理器电源切换，其中，所述存储模块包括外扩flash存储器和ram存储器，所述无线通信模块包括usb接口、rs-485通讯接口、wifi模块和以太网收发器。本系统还包括操作显示面板，所述操作显示面板用于显示电机运行状态、参数输入和控制系统电气开关，所述操作显示面板包括液晶触摸显示屏和按键模块，所述按键模块和所述液晶触摸显示屏与所述中央处理器电连接。如图2所示，所述掉电保护电路包括电阻r1至电阻r6、稳压二极管d1和运放u1组成的掉电检测电路和二极管d2、备用电池t1和极性电容c1 组成的备用电源电路以及继电器k1，所述电阻r1的一端与所述中央处理器的外部输入接口相连，所述电阻r1的另一端与所述电阻 r2的一端和所述运放u1的输出端相连，所述电阻r3并接在所述运放u1的反相输入端与输出端之间，所述电阻r2的另一端与所述电阻r4的一端和所述电阻r5的一端与所述继电器k1常闭触点的一端并接，所述电阻r4的另一端与所述稳压二极管d1的负极和所述运放u1的反相输入端并接，所述电阻r5的另一端与所述运放u1的正相输入端和所述电阻r6的一端并接，所述电阻r6的另一端和所述稳压二极管d1的正极并联后接地，所述继电器k1并接在电源与所述备用电源电路之间。
[0026]
所述电源供电单元用于为各单元提供所需电压，所述电源供电单元包括防浪涌保护电路、电压转换电路和在线ups后备电源，所述防浪涌保护电路和所述电压转换电路与输入电源的输入端口相连，所述在线ups后备电源当电网突然停电时为电机控制系统提供电力，使电机控制系统按正常程序完成停机过程。如图3所示，所述防浪涌保护电路为极性电
容c2、电容c3和电阻r7组成的rc电路，所述电压转换电路包括降压转换器u2、电阻r8、电阻r9、电容c4至电容c10、发光二极管d3、二极管d4、发光二极管d5、保险丝f1 和稳压芯片，所述电容c4和所述电容c5均并接在所述降压转换器 u2引脚7与地之间，所述降压转换器u2的引脚4与所述电阻r8的一端和所述电阻r9的一端并接，所述电阻r9的另一端与所述电感 l1的一端、所述电容c7的一端和所述发光二极管d3的负极并接形成5v电压输出端，所述感l1的另一端与所述电容c6的一端、所述降压转换器u2的引脚8和所述二极管d4的负极并接，所述二极管d4的正极、所述电容c7的另一端和所述发光二极管d3的正极均接地，所述电容c6的另一端与所述降压转换器u2的引脚1相连，所述稳压芯片的输入端接所述5v电压输出端，所述电容c8并接在所述稳压芯片的输入端与地之间，所述电容c9和所述电容c10均并接在所述稳压芯片的输出端与地之间，所述稳压芯片的输出端并接所述保险丝f1的一端，所述保险丝f1的另一端与所述发光二极管d5 的负极并接形成3.3v电压输出端，所述发光二极管d5的正极接地。
[0027]
所述电机驱动单元用于驱动所述纬编针织机的机械工作电机转动和调速，所述电机驱动单元包括电机变频器、光耦隔离模块、控制编织和卷布步进电机以及输纱器用无刷直流电机，所述电机变频器用于将所述主控制单元提供的弱电信号放大为电机能够接受的强电流信号，进而对工作电机进行驱动和调速控制，其中，所述电机变频器通过光耦隔离模块与所述中央处理器电连接，所述步进电机和所述无刷直流电机与所述电机变频器输出端电连接。
[0028]
所述安全报警单元用于进行电机过流保护、无功补偿和故障语音报警，所述安全报警单元包括电机过流保护器、紧急制动模块和语音合成装置，所述安全报警单元与所述中央处理器电连接，其中，所述紧急制动模块包括若干个复合控制按钮和若干个继电器，所述若干个复合控制按钮通过所述若干个继电器与所述步进电机电连接。
[0029]
在本实施例中，所述变频器采用型号为atv71系列变频器，所述语音合成装置包括语音合成芯片和与之连接的扬声器，所述语音合成芯片采用型号为xfs4243ce中英文语音合成模块。操作人员可通过所述液晶触摸屏进行工作参数调整，并通过按键控制纬编针织机的开关。所述中央处理器采用stm32控制器。本系统的多段速功能很好地满足了细纱的工艺要求,前后罗拉通过电机控制系统进行严格速度同步，实现对粗纱的精密牵伸。能够根据落纱大、中、小纱的张力变化，实现自动无级变速，优化纺纱条件，以尽可能地保持纺纱各阶段的张力稳定，对进一步降低断头，实现优质高产，降低能耗都起到了积极作用。
[0030]
应当说明的是，本实用新型所述的实施方式仅仅是实现本实用新型的优选方式，对属于本实用新型整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本实用新型的保护范围之内。