基于PCI总线的空心锭花式捻线机控制系统.pdf
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1、第2 8 卷第1 2 期 2 0 c r 7 年1 2 月 纺织学报 J o 哪a l0 fT b x t i l eR e 靶a r c h V 0 1 2 8N o 1 2 D e c 。2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 7 ) 1 2 0 1 1 7 0 4 基于P C I 总线的空心锭花式捻线机控制系统 尚继辉1 ,叶国铭1 ,王昌国2 ( 1 东华大学,上海2 0 1 6 2 0 ;2 海安纺织机械有限公司,江苏海安2 2 6 6 2 1 ) 摘要根据花式纱线的成纱原理,将花式纱的工艺参数和机器调整参数整合到上位机的设计软件中,由上位机 数据库
2、导入。花型工艺参数向机械传动系统的传递使用双口R A M 实现工控机的P c I 总线与单片机的双向并行通 讯。工作中上位机负责对下位机发送指令和接收来自下位机对传动系统中各个回转部件的监控数据,下位机负责 对传动系统的监控,驱动花式纱生产设备中的各个回转部件实时变速,从而加工不同的花式纱,实现对空心锭花式 捻线机的控制。 关键词花式捻线机;并行通信;P c I9 0 5 2 ;双口R A M ;w D M 驱动 中图分类号:1 S 1 0 3 2 3 4文献标识码:A D e s i g no fc o n t r o ls y s t 9 mf o rh o l l o ws p i n
3、m en o V e l t yt 嘶s t e rb a s e do nP C Ib l l s s H A N GJ i h u i l ,Y EG u o m i n g l ,w A N Gc h a n g g u 0 2 ( 1 协,妙酊,S 地,l 咖f2 0 1 6 2 0 ,饥i 加;2 删帆z 锄娩 础i ,埘y 凸,埘,删锄,妇舻“2 2 6 6 2 1 ,c i M ) A b s t 瑚眦 A c c o I d i n gt of 抽c yy 锄sp r o d u c i n gm e c h a n i s m ,t h i sp a p e rp m y i
4、 d e san e wd e s i g no fc o n t r o ls y s t e m f o rh o l l o ws p i n d l en o 、r e l t ) rt 而s t e r T h 弓f a n c yy a mp r o c e s sp a r a m e t e 埽“眦c h i n ea d j u s t i n gp 锄r r 把t e 缟a r e i n t e 帮a t e di nt I l es o 如r a r ed e s i ;I la n di n t r o d u c e di n t ot h e d a t a b
5、a s e I I It l l i sw a y ,b a 8 e do nd u 小R A Ma n dP C I b u s , a l lt h ep a r a r I l e t e I sa 托t 砌s I I l i t t e dt o 砌c h i n ed r i v i n g s y s t e m t or e a l i z et h ep 刹e lc o m 咖n i c a t i o n s b e t w e e nI P ca n dM C U I P ci sr e s p o n s i b l ef o rs e n d i n g 粕d 端c e
6、 i v i n gd a t a ,w h i l eM C Ui sr e s p o n s i b l ef o r m o n i t o r i n gI I l a c h i n ed J i V i n gs y s t e m ,w h i c hI e g u l a t e sm t o 璐o ft h er 耐s t e r 觚de x e c u t er e a l - t i m ec h a n 西n gs p e e d T h u si tp I D d u c e sv a r i o u sk i n d so ff a n c yy a m 舳dr
7、e a l i z e st l l ec o m r o l0 fh o o ws p i n d l en o v e l t yt 而s t e r K e yw o r 凼 n o v e l t yt w i s t e r ;p a r a l l e lc o n l I I l u I l i c a t i o n ;P C I9 0 5 2 ;D u a l R A M ;W D Md 而v e r 复合型花式纱线以其结构复合、花型多样、色彩 丰富等特点成为当前花式纱线产品的发展方向。空 心锭花式捻线机与传统纺纱机的根本区别在于工作 中各回转部件如罗拉等需要进行变速,从而形
8、成不 同的复合型花式纱线。花式纱线品种开发的关键在 于如何控制各运转罗拉的变速,并要求花式捻线机 在速度变换频繁的情况下能进行自适应和自调整, 提高控制精度uo ,因此,控制技术是花式捻线机发展 的关键。目前花式捻线机的控制系统多采用P L C 加变频器、I P C 通过R S 2 3 2 串口与单片机通信方式 或是工控机通过串口通信控制变频器等方式进行通 讯,进而控制步进电机或直流电机,达到调节配套罗 拉电机的转速,加工不同花型产品的目的。使用 I P C 与下位机的通信可以采用I 睨3 2 串口方式或其 他并口方式,但它们共同的缺点是操作复杂,速度 慢。在现代自动控制系统中,由于P c I
9、 总线具有高 性能和低成本的特点,开发基于P C I 总线的产品已 成为一种必然趋势。本文采用双口m M 方式的 P C I 总线产品,在I P C 与下位机之间实现数据的并 行异步或同步快速交换,设计出空心锭花式捻线机 控制系统。 1 空心锭花式捻线机的生产原理 图1 示出空心锭花式捻线机的工作原理。如图 收稿日期:2 0 0 6 1 0 一1 8修回日期:2 0 0 7 0 8 一0 7 。 。 作者简介:尚继辉( 1 9 7 8 一) ,男,硕士生q 主要研究方向为花式捻线机控制系统。叶国铭,通讯作者。B 眦i l i y g I n d h u e d u c n 。 万方数据 PDF
10、 Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark l1 8 纺织学报 第2 8 卷 所示,芯纱经芯纱罗拉输送,经导纱罗拉进入空心锭 子;饰纱经牵伸机构后进入空心锭子,饰纱的喂入速 度( 一般为超喂) 不停变化;固纱从空心锭子筒管上 引出并一起进入空心锭子。3 根纱同时喂入,在加 捻钩以前,饰纱随空心锭子一起回转而得到假捻,固 纱由于从空心锭子上退绕下来,与芯纱的假捻消失, 固纱包缠在芯纱和饰纱上,将由于饰纱超喂变化形 成的花型固定下来,形成花式纱线。芯纱需有一定 张力,饰纱要有超喂
11、,固纱必须包缠u o 。 饰纱 图l 空心锭花式捻线机的工作原理 F i g 1P r o d u c i n g 毗c h 蚰i 哪o fh o U o ws p i n d l ef a n e yt w i s t e r 花型的形成主要取决于以下4 个参数:超喂比 K = 饰纱线速度,芯纱线速度= 前罗拉线速度输出 罗拉线速度;牵伸倍数,:前罗拉线速度,后罗拉线 速度;最终捻度r :f ( 1 一厂) ,其中空心锭子捻度t = 空心锭子转速芯纱罗拉线速度,退捻系数厂= 环锭 转速,空心锭子转速;芯纱张力系数S = 芯纱罗拉线 速度,卷绕线速度。 花式纱生产的实质是利用固纱的加捻作用形成
12、 的真捻固定了饰纱在芯纱上退解假捻时的花式形 态。由以上计算公式可知,如果给定芯纱的线速度、 锭子的转速,根据要求的超喂比、捻度、牵伸倍数等 参数可以得出对应的其他4 个回转部件所需要的速 度值。把花型参数连接到机械控制系统,然后将这 些速度值通过上位机写到双口R A M 中,单片机再取 走就可以控制步进电机的转动,进而控制各个回转 部件。 2 设计方案 I P C 通过P c I9 0 5 2 与单片机A 1 毽9 C 5 l 的双向数 据传输使用双口R A M 进行数据交换,使上位机C P U 与下位机c P u 能够读写同一块存储器,以大数据块 为单位进行双向数据交换。 2 1P C I
13、 接口芯片 P C I9 0 5 2 是P L ) ( 公司开发的低价位P C I 总线目 标接口电路,它是由P C I 总线接口逻辑、局部总线接 口逻辑、串行E E P R O M 接口逻辑和内部逻辑组成, 其局部总线( 1 0 c a lb u s ) 可以通过编程设置为8 ,1 6 3 2 位的( 非) 复用总线,数据传送率可达到1 3 2M b s 。 使用中主要是实现它的桥接功能,通过P c I9 0 5 2 把 上位机对P C I 总线地址的读写转化为上位机对局部 地址空间的读写J 。 2 2 双口R A M 的使用 双口R A M 允许2 个( 左、右) 端口同时读写数 据,每个
14、端口具有自己独立的控制信号线、地址线和 数据线。它允许数据高速存取,无需插入等待状态, 只是在使用中要解决好双口R A M 的共享冲突问题: 一种情况是R A M 的2 个端口同时对同一地址单元 写入数据时,会出现写入错误;另种情况是2 个端 口同时对同一地址单元,一个写入数据,另一个读出 数据,这时会发生写入和读出错误。双口R A M 的共 享防冲突的方法有插入等待状态的防冲突方式、信 号灯防冲突方式、中断防冲突方式3 种。这里采用 中断防冲突方式。双口R A M 中最高地址的2 个存 储单元可以作为信箱使用,左右两端可以同时对它 进行操作。其中最高地址为右端口的信箱,次高地 址为左端口信箱
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