环锭细纱机机台监测控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种环锭细纱机机台监测控制电路。本发明专利技术中的控制器模块通过与实时时钟模块、速度检测模块进行信息交互，得到当前系统的工作状态信息；通过通信模块的串行通信子模块将信息传至人机交互模块和灯光指示模块，使信息在液晶显示器和三色灯上进行显示；同时通过通讯模块的以太网通信子模块和CAN总线通讯子模块将信息传输出去；控制器模块不断监测人机交互模块的触摸信息、CAN总线通信子模块、以太网通信子模块和串行通信子模块的报文信息，以及速度检测模块得到的各锭位钢丝圈的运转速度。本发明专利技术性能稳定，操作简便，能够为细纱机值车、维护提供引导信息。

Monitoring and control circuit of ring spinning frame

The invention discloses a monitoring control circuit for a ring spinning frame. The controller module of the invention through information interaction and real-time clock module, speed detection module, get the working status information of the current system; through the serial communication module communication module to transmit information to the human-computer interaction module and indicator light module, the information displayed on the liquid crystal display and color light; at the same time information transmission through the Ethernet communication sub module and communication module of CAN bus communication module; controller module for continuous monitoring of touch information, CAN bus communication module, Ethernet communication module and serial communication module message man-machine interaction module, speed detection module and get the spindle speed of steel wire ring. The invention has the advantages of stable performance and simple operation, and can provide guidance information for the spinning machine, the value vehicle and the maintenance.

【技术实现步骤摘要】
环锭细纱机机台监测控制电路
本专利技术属于纺织过程自动化的监测控制
，涉及环锭细纱机的一种机台监测控制电路，主要用于设计环锭细纱机断纱在线监测与管理系统。
技术介绍
传统的环锭纺纱方法，工艺技术成熟，具有原料应用范围广，产品适纺性好，纺纱号数范围大等特点，是目前纺纱生产中占比例最大的纺纱方式，但同时存在自动化程度低，用工较多的问题。随着我国经济的高速发展，人口红利逐步减少，劳动密集型的传统棉纺行业正面临招工困难、劳动力成本大幅上升的局面。细纱是环锭纺中对用工、用电、产能、品质等技术经济指标影响最大的工序。大量的环锭细纱设备迫切需要升级改造，从而满足纺织企业对质优、高效、省工的棉纺设备逐年上升的迫切需求。升级改造的核心在于环锭细纱机的机台状态监测控制，这已成为锭位精细化管理（自动锭速调整与控制、粗纱条自动停喂等）以及机器自动接头技术等必不可少的配置。
技术实现思路
专利技术的目的就是提供一种环锭细纱机机台监测控制电路。本专利技术包括电源模块、控制器模块、通信模块、实时时钟模块、灯光指示模块、速度检测模块和人机交互模块。所述电源模块包括一个MP1584EN芯片和LM1117-3.3芯片。其中,MP1584EN芯片是一个高频率降压稳压器，通过将输出端电压分压后与芯片4脚进行比较反馈，来控制输出端的电压稳定在预设值。MP1584EN芯片提供一个稳定的5V电压作为LM1117-3.3芯片的前置电源和通信模块、人机交互模块的工作电源。LM1117-3.3芯片是一个三端线性稳压器，通过将MP1584EN芯片输出的5V电源降至3.3V，为控制器模块、实时时钟模块、通信模块、灯光指示模块、速度检测模块提供工作电源。所述控制器模块包括一个STM32F103RBT6芯片和第一个晶振。其中，第一个晶振为STM32F103RBT6芯片提供一个稳定的时钟频率。STM32F103RBT6芯片作为整个电路的主控制器，管理和控制其他模块的工作。STM32F103RBT6芯片通过内置SPI接口管控通信模块中的以太网通信子模块，通用IO口PC10、PC11、PC12管控实时时钟模块，通用IO口PC6、PC7、PC8、PC9、PB15、PB14管控灯光指示模块，内置USART1接口管控人机交互模块，内置USART2接口管控通信模块中的串口通信子模块，内置CAN总线接口管控通信模块中的CAN总线通信子模块，通用IO口PB6、PB7、PB8、PB9管控速度检测模块。所述通信模块包括以太网通信子模块、串行通信子模块和CAN总线通信子模块。所述以太网通信子模块包括一个W5500芯片、第二个晶振和一个RJ45接口HR91105A。其中，第二个晶振为W5500芯片提供一个稳定的时钟频率。W5500芯片作为以太网模块的控制器负责以太网通信的发送、接收和存储的管理，通过内置SPI接口与控制器模块的STM32F103RBT6芯片的内置SPI接口连接。RJ45接口HR91105A通过网线与上位PC端连接，作为以太网通信的物理通道。所述串行通信子模块包括一个MAX232芯片。MAX232芯片的11脚和12脚与控制器模块的STM32F103RBT6芯片内置的串口模块连接，将3.3VTTL电平转换为RS232电平，以兼容、连接PC的USB接口。所述CAN总线通信子模块包括一个TJA1050芯片。TJA1050芯片负责CAN总线的收发管理，TJA1050芯片的1脚和4脚通过连接控制器模块的STM32F103RBT6芯片的CAN总线接口接受控制器模块的管理；TJA1050芯片的7脚和6脚作为CAN总线通信子模块输出端连接外挂的其他CAN总线模块。所述实时时钟模块包括一个DS1302芯片、一个2X625A纽扣电池和第三个晶振。2X625A纽扣电池接入到DS1302芯片的8脚，为DS1302芯片提供3V电源作为芯片的备用电源。第三个晶振连接DS1302的芯片的3脚和4脚，作为芯片的时钟源。DS1302芯片10脚、11脚、12脚和控制器模块连接，经过校时之后作为系统的实时时钟。所述灯光指示模块包括六个SI2302型N沟道场效应管。六个SI2302型N沟道场效应管分为两组，每组三个，分别用以控制两个外接的三色灯。其中，每个场效应管的源极分别连接外部三色灯的控制信号输入端，栅极接控制器模块的STM32F103RBT6芯片，漏极接地。所述速度检测模块包括五个SI2302型N沟道场效应管。每个SI2302型N沟道场效应管连接一个测速接近开关，通过电平转换、脉冲计数实现速度测量。其中，测速接近开关的信号经一个电阻后输入到场效应管的栅极，控制场效应管的通断，该通断信号经场效应管的源极输出到控制器模块的STM32F103RBT6芯片的相应接收引脚，完成速度检测，场效应管的漏极接地。所述人机接口模块包括一个STM32F103RBT6芯片、第四个晶振、一个TSC2046芯片和一个TFTLCD9325液晶显示器。第四个晶振为STM32F103RBT6芯片提供一个稳定的时钟频率。STM32F103RBT6芯片是人机接口模块的控制芯片，通过串口和控制器模块进行信息交互，将TSC2046芯片和TFTLCD9325液晶显示器共同作用所产生的触摸信号返回给控制器模块，同时接收控制器下传的显示器显示信息，并在TFTLCD9325液晶显示器上显示。整个电路的工作电源由外部直流24V开关电源提供。本专利技术的工作原理：接通工作电源，电源模块提供稳定的5V和3.3V电源作为各模块的工作电源。控制器模块通过与实时时钟模块、速度检测模块进行信息交互，得到当前系统的工作状态信息，通过通信模块的串行通信子模块将信息传至人机交互模块和灯光指示模块使信息在液晶显示器和三色灯上进行显示；同时通过通讯模块的以太网通信子模块和CAN总线通讯子模块将信息传输出去；然后控制器模块通过不断监测包括人机交互模块的触摸信息，CAN总线通信子模块和、以太网通信子模块和串行通信子模块的报文信息，以及接近开关的速度检测信息。当有系统状态被更新时，控制器模块将所有信息进行汇总和处理运算，将其发送至人机交互模块，通过人机交互模块刷新显示，并通过以太网通信子模块、CAN总线通信子模块和串行通信子模块实现数据、状态、控制信息的上传下达。本专利技术通过实时监测各锭位钢丝圈的运转速度，实现断头监测和现场警示；能够主动上传报警和异常警示信息：断头（始纺、正常纺纱、落纱）信息、断头处理信息（断头持续时间、接头时间、断头持续时间过长警示等）、钢丝圈运转速度异常、纺纱过程监测信息（始纺、小纱、中纱、大纱、落纱）、实时生产数据（钢丝圈回转速度、主轴速度、各罗拉速度）等，并支持PC侧管理系统实现生产数据补登。本专利技术性能稳定，操作简便，能够为细纱机值车、维护提供引导信息，对我国纺纱企业实现生产管理智能化、提升产品质量、提高生产效率具有重要作用。附图说明图1为本专利技术原理结构示意图；图2为电源模块示意图；图3为控制器模块示意图；图4为通信模块示意图；图5为实时时钟模块示意图；图6为灯光指示模块示意图；图7为速度检测模块示意图；图8为人机交互模块示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，环锭细纱机机台监测控制电路包括电源模块1、控制器模块2、通信模块3、实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
环锭细纱机机台监测控制电路，包括电源模块、控制器模块、通信模块、实时时钟模块、灯光指示模块、速度检测模块和人机交互模块，其特征在于：控制器模块通过与实时时钟模块、速度检测模块进行信息交互，得到当前系统的工作状态信息；通过通信模块的串行通信子模块将信息传至人机交互模块和灯光指示模块，使信息在液晶显示器和三色灯上进行显示；同时通过通讯模块的以太网通信子模块和CAN总线通讯子模块将信息传输出去；控制器模块不断监测人机交互模块的触摸信息、CAN总线通信子模块、以太网通信子模块和串行通信子模块的报文信息，以及速度检测模块得到的各锭位钢丝圈的运转速度；当有系统状态被更新时，控制器模块将所有信息进行汇总和处理运算，将其发送至人机交互模块，通过人机交互模块刷新显示，并通过以太网通信子模块、CAN总线通信子模块和串行通信子模块实现数据、状态、控制信息的上传下达。

【技术特征摘要】
1.环锭细纱机机台监测控制电路，包括电源模块、控制器模块、通信模块、实时时钟模块、灯光指示模块、速度检测模块和人机交互模块，其特征在于：控制器模块通过与实时时钟模块、速度检测模块进行信息交互，得到当前系统的工作状态信息；通过通信模块的串行通信子模块将信息传至人机交互模块和灯光指示模块，使信息在液晶显示器和三色灯上进行显示；同时通过通讯模块的以太网通信子模块和CAN总线通讯子模块将信息传输出去；控制器模块不断监测人机交互模块的触摸信息、CAN总线通信子模块、以太网通信子模块和串行通信子模块的报文信息，以及速度检测模块得到的各锭位钢丝圈的运转速度；当有系统状态被更新时，控制器模块将所有信息进行汇总和处理运算，将其发送至人机交互模块，通过人机交互模块刷新显示，并通过以太网通信子模块、CAN总线通信子模块和串行通信子模块实现数据、状态、控制信息的上传下达。2.根据权利要求1所述的环锭细纱机断纱检测电路，其特征在于：所述控制器模块包括一个STM32F103RBT6芯片和第一个晶振；其中，第一个晶振为STM32F103RBT6芯片提供一个稳定的时钟频率；STM32F103RBT6芯片作为整个电路的主控制器，管理和控制其他模块的工作；STM32F103RBT6芯片通过内置SPI接口管控通信模块中的以太网通信子模块，通用IO口PC10、PC11、PC12管控实时时钟模块，通用IO口PC6、PC7、PC8、PC9、PB15、PB14管控灯光指示模块，内置USART1接口管控人机交互模块，内置USART2接口管控通信模块中的串口通信子模块，内置CAN总线接口管控通信模块中的CAN总线通信子模块，通用IO口PB6、PB7、PB8、PB9管控速度检测模块。3.根据权利要求2所述的环锭细纱机断纱检测电路，其特征在于：所述通信模块包括以太网通信子模块、串行通信子模块和CAN总线通信子模块；所述以太网通信子模块包括一个W5500芯片、第二个晶振和一个RJ45接口HR91105A；其中，第二个晶振为W5500芯片提供一个稳定的时钟频率；W5500芯片作为以太网模块的控制器负责以太网通信的发送、接收和存储的管理，通过内置SPI接口与控制器模块的STM32F103RBT6芯片的内置SPI接口连接；RJ45接口HR91105A通过网线与上位PC端连接，作为以太网通信的物理通道；所述串行通信子模块包括一个MAX232芯片；MAX232芯片的11脚和12脚与控制器模块的STM32F103RBT6芯片内置的串口模块连接，将3.3VTTL电平转换为RS232电平，以兼容、连接PC的USB接口；所述CAN总线通信子模块包括一个TJA1050芯片；TJA1050芯片负责CAN总线的收发管理，TJA1050芯片的1脚和4脚通过连接控制器模块的STM3...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛凌云，陈庆光，饶欢乐，祝磊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33