一種針織圓緯機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針織圓緯機控制系統(tǒng)，包括嵌入式系統(tǒng)控制面板、并行總線驅(qū)動板和電磁選針器單元，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板包括ARM處理器和現(xiàn)場可編程門陣列，ARM處理器與現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板包括現(xiàn)場可編程門陣列，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列與并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列與電磁選針器單元采用并行總線連接。該控制系統(tǒng)采用ARM與FPGA雙核處理、觸摸屏操作、執(zhí)行機構(gòu)控制采用八位地址與數(shù)據(jù)分時復(fù)用的總線驅(qū)動方式，提高系統(tǒng)的實時處理與控制能力，滿足不同檔次的圓緯機高速控制的時序要求。
【專利說明】一種針織圓緯機控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種針織圓緯機控制系統(tǒng)，屬于紡織機械控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]針織圓緯機涉及電子、機械、計算機、控制等諸多領(lǐng)域，是一種比較復(fù)雜的典型機
電一體化產(chǎn)品。
[0003]目前圓緯機正向高機號、多路數(shù)、高轉(zhuǎn)速及強輔助功能等方向發(fā)展，而引導這些技術(shù)主要還是德國、意大利、日本等國家；受生產(chǎn)、加工、裝配、控制等技術(shù)的限制，國內(nèi)的圓緯機系統(tǒng)的穩(wěn)定性與技術(shù)先進性與國外尚有差距。因此研發(fā)一種先進的圓緯機控制系統(tǒng)對于提升該領(lǐng)域的市場競爭力具有非常重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種針織圓緯機控制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)界面操作不方便、數(shù)據(jù)傳輸慢、編織速度較低的不足。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:一種針織圓緯機控制系統(tǒng)，包括嵌入式系統(tǒng)控制面板、并行總線驅(qū)動板和電磁選針器單元，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板包括ARM處理器和現(xiàn)場可編程門陣列，ARM處理器與現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板包括現(xiàn)場可編程門陣列，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列與并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列與電磁選針器單元采用并行總線連接；所述嵌入式系統(tǒng)控制面板進行花樣文件的讀取、解析，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置與保存，現(xiàn)場可編程門陣列將ARM處理器發(fā)送的編織數(shù)據(jù)添加地址數(shù)據(jù)組織成控制數(shù)據(jù)后發(fā)送給并行總線驅(qū)動板；所述并行總線驅(qū)動板接收正交編碼器信號與圓緯機機械零位信號，產(chǎn)生準確零位信號發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)控制面板，并行總線驅(qū)動板接收嵌入式系統(tǒng)控制面板的控制數(shù)據(jù)，發(fā)送給電磁選針器單元。
[0006]進一步，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板與并行總線驅(qū)動板之間、并行總線驅(qū)動板與電磁選針器單元之間按數(shù)據(jù)與地址分時復(fù)用方式傳送信號。
[0007]又進一步，所述針織圓緯機控制系統(tǒng)還包括圓緯機機械零位傳感器、故障檢測傳感器和正交編碼器，所述圓緯機機械零位傳感器測得的圓緯機機械零位信號以及故障檢測傳感器測得的故障信號通過光耦隔離發(fā)送給并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列；所述正交編碼器信號通過整形濾波發(fā)送給并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列。
[0008]更進一步，所述電磁選針器單元設(shè)有十路并行驅(qū)動總線接口，所述并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列設(shè)有五路控制信號輸出接口，所述每路控制信號輸出接口與兩路并行驅(qū)動總線接口連接。
[0009]再進一步，所述ARM處理器連接有觸摸屏、以太網(wǎng)接口、Flash ROM和USB設(shè)備。
[0010]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點在于，ARM處理器對控制數(shù)據(jù)提前解析，采用“乒乓”緩沖方式提前發(fā)送，利用現(xiàn)場可編程門陣列的并行處理機制，解決了數(shù)據(jù)接收與選針器控制間的時序矛盾，提高了實時性；嵌入式系統(tǒng)控制面板將各電磁選針器的8位控制數(shù)據(jù)按選針器地址順序組織成數(shù)據(jù)包并下發(fā)，并行總線驅(qū)動板接收到數(shù)據(jù)包后進行解析，在控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上對應(yīng)選針器地址信息，分發(fā)到對應(yīng)的選針器并行總線上，同時輸出控制信號實現(xiàn)對各路選針器的分時控制，提高系統(tǒng)的實時處理與控制能力，滿足不同檔次的圓緯機高速控制的時序要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的嵌入式系統(tǒng)控制面板原理框圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的并行接口驅(qū)動板原理框圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的電磁選針器單元并行驅(qū)動總線原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0016]請參見圖1至圖4，本圓緯機控制系統(tǒng)包括嵌入式系統(tǒng)控制面板、并行總線驅(qū)動板、電磁選針器單元等組成。嵌入式系統(tǒng)控制面板可實現(xiàn)花樣文件讀寫、控制數(shù)據(jù)解析與組織、參數(shù)設(shè)置、界面操作等功能；并行總線驅(qū)動板完成圓緯機的當前運行位置信號預(yù)處理、控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、故障檢測、緊急停機控制等；同步裝置由聯(lián)軸器與編碼器、零位傳感器構(gòu)成，聯(lián)軸器實現(xiàn)圓緯機齒輪與編碼器同步，通過編碼器的A、B、Z脈沖與零位信號實現(xiàn)針定位，為控制數(shù)據(jù)發(fā)送提供依據(jù)；每個電磁選針器有8個獨立的驅(qū)動電路、線圈與選針刀頭，另每個選針器可通過軟件或撥碼開關(guān)實現(xiàn)地址設(shè)定，選針器能實現(xiàn)總線地址匹配、總線控制數(shù)據(jù)接收、驅(qū)動與控制。
[0017]嵌入式系統(tǒng)操作面板主要由一塊ARM處理器與一塊FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)組成，ARM處理器連接有觸摸屏、以太網(wǎng)接口、Flash ROM和USB設(shè)備。其中ARM處理器負責花樣文件的USB讀寫、存儲、控制數(shù)據(jù)解析、組織、界面管理、參數(shù)設(shè)置等工作。ARM與FPGA間采用16位雙向并行總線方式通訊，ARM以“乒乓”緩沖方式提前將組織好的控制數(shù)據(jù)向FPGA發(fā)送，F(xiàn)PGA將批量數(shù)據(jù)存儲于塊RAM中，然后根據(jù)并行接口驅(qū)動板發(fā)送的當前針位從塊RAM中取數(shù)據(jù)并組織成地址與數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)以并行方式下發(fā)到并行接口驅(qū)動板；當圓緯機一圈編織結(jié)束時，F(xiàn)PGA向ARM發(fā)送一請求發(fā)送信號，ARM以中斷方式響應(yīng)并重復(fù)上述過程。ARM處理器連接的以太網(wǎng)接口可以實現(xiàn)多套設(shè)備聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能，進行全程質(zhì)量監(jiān)控，提高維護效率。
[0018]并行接口驅(qū)動板的主要功能是進行針位置檢測、報警信號處理、電磁選針器控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能，其信號的處理通過現(xiàn)場可編程門陣列實現(xiàn)。嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列與并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列與電磁選針器單元也采用并行總線連接。正交編碼器信號經(jīng)整形濾波，圓緯機機械零位信號和故障檢測傳感器測得的故障信號光耦隔離處理后發(fā)送給現(xiàn)場可編程門陣列，現(xiàn)場可編程門陣列對正交A、B脈沖進行數(shù)字濾波與預(yù)處理后發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列，同時將機械絕對零位信號與編碼器相對零位信號進行邏輯處理后產(chǎn)生準確零位發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列。電磁選針器單元設(shè)有十路并行驅(qū)動總線接口，并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列設(shè)有五路控制信號輸出接口，每路控制信號輸出接口與兩路并行驅(qū)動總線接口連接。并行接口驅(qū)動板采用八位地址與數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線方式接收嵌入式系統(tǒng)控制面板的控制數(shù)據(jù)，其中的地址與數(shù)據(jù)通過地址鎖存信號進行區(qū)分，另通過讀、寫控制信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。并行總線驅(qū)動板與電磁選針器單元之間的并行總線也采用八位地址與數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線方式，總線首先輸出八位電磁選針器的地址信息，后輸出八位電磁選針器的控制數(shù)據(jù)信息，通過地址鎖存信號區(qū)分總線中的地址或數(shù)據(jù)信息，通過寫控制信號實現(xiàn)電磁選針器控制數(shù)據(jù)的有效輸出與鎖存。系統(tǒng)運作時，嵌入式系統(tǒng)控制面板將各電磁選針器的八位控制數(shù)據(jù)按選針器地址順序組織成數(shù)據(jù)包并下發(fā)給并行總線驅(qū)動板，并行總線驅(qū)動板接收到數(shù)據(jù)包后進行解析，在控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上對應(yīng)選針器地址信息，分發(fā)到對應(yīng)的電磁選針器并行總線上，同時輸出控制信號實現(xiàn)對各路電磁選針器的分時控制。因為十路選針器驅(qū)動總線采用五組獨立并行控制信號，每組信號可實現(xiàn)不同選針器組的獨立控制，這樣就可以極大的提升系統(tǒng)的實時處理與控制能力，滿足不同檔次的圓緯機高速控制的時序要求。
【權(quán)利要求】
1.一種針織圓緯機控制系統(tǒng)，其特征在于:包括嵌入式系統(tǒng)控制面板、并行總線驅(qū)動板和電磁選針器單元，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板包括ARM處理器和現(xiàn)場可編程門陣列，ARM處理器與現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板包括現(xiàn)場可編程門陣列，所述嵌入式系統(tǒng)控制面板的現(xiàn)場可編程門陣列與并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列采用并行總線連接；所述并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列與電磁選針器單元采用并行總線連接；所述嵌入式系統(tǒng)控制面板進行花樣文件的讀取、解析，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置與保存，現(xiàn)場可編程門陣列將ARM處理器發(fā)送的編織數(shù)據(jù)添加地址數(shù)據(jù)組織成控制數(shù)據(jù)后發(fā)送給并行總線驅(qū)動板；所述并行總線驅(qū)動板接收正交編碼器信號與圓緯機機械零位信號，產(chǎn)生準確零位信號發(fā)送給嵌入式系統(tǒng)控制面板，并行總線驅(qū)動板接收嵌入式系統(tǒng)控制面板的控制數(shù)據(jù)，發(fā)送給電磁選針器單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針織圓緯機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述嵌入式系統(tǒng)控制面板與并行總線驅(qū)動板之間、并行總線驅(qū)動板與電磁選針器單元之間按數(shù)據(jù)與地址分時復(fù)用方式傳送信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針織圓緯機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述針織圓緯機控制系統(tǒng)還包括圓緯機機械零位傳感器、故障檢測傳感器和正交編碼器，所述圓緯機機械零位傳感器測得的圓緯機機械零位信號以及故障檢測傳感器測得的故障信號通過光耦隔離發(fā)送給并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列；所述正交編碼器信號通過整形濾波發(fā)送給并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針織圓緯機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁選針器單元設(shè)有十路并行驅(qū)動總線接口，所述并行總線驅(qū)動板的現(xiàn)場可編程門陣列設(shè)有五路控制信號輸出接口，所述每路控制信號輸出接口與兩路并行驅(qū)動總線接口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針織圓緯機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM處理器連接有觸摸屏、以太網(wǎng)接口、Flash ROM和USB設(shè)備。
【文檔編號】D04B15/68GK103757813SQ201410018927
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】周平, 浦煒, 華強, 陳景波, 盧達, 江學范, 孫華平, 徐剛, 陳網(wǎng)明 申請人:常熟理工學院, 常熟長潤智能科技有限公司