一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，包括上层电路板、下层电路板、主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块、高速光耦合控制模块、上层板电源转换模块、下层板电源转化模块、输入接口和输出接口；主处理器具有JTAG接口；通讯模块具有通讯接口；上层电路板和下层电路板插拔连接；电压监测模块、系统存储模块和从处理器均与主处理器连接；主处理器通过通讯模块与外部的计算机或工业触摸屏进行双向通讯；从处理器的输入端和输出端均与高速光耦合控制模块连接；高速光耦合控制模块分别与输入接口和输出接口连接。该控制器在多方面增强系统的抗干扰能力与系统的稳定性可靠性，具有很强的扩展能力与灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器
本技术涉及工业控制
，具体为一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器。
技术介绍
随着我国纺织产业的不断扩大，无梭织机的需求量与日俱增。目前，我国的大部分无梭织机由国外购进，其性能和速率等与我国自主生产的无梭织机相比具有很大的优越性。由于剑杆织机结构简单、控制方便、生产效率高，在适应高质量、多花样、小批量等市场变化中具有更大的优势，使得剑杆织机得到了迅猛发展。在现代纺织工业中，剑杆织机己成为无梭织机中适用性最强的、成本最低的一种织机，被广泛的应用。为满足我国市场的要求，国产剑杆织机亟需提高质量和档次，增加控制系统的智能化及自动化水平，开发高档剑杆织机控制器已成为纺织行业的当务之急。主控制器作为剑杆织机控制系统的核心部分，其应具有很高的控制精度和运行速率以及抗干扰能力等，那么设计一种能够应用于高速剑杆织机的拥有高精度、高稳定性、低成本的主控制器就显得尤为重要。现有的纺织机的主控制器大多为PLC控制器，其在成本上要远远超过以单片机为核心的嵌入式主控制器。在纺织领域采用以PLC为核心的控制系统还多以变频器、伺服驱动器、步进电机驱动器驱动电机相互配合实现纺织工艺控制动作，这在很大程度上增加了整个控制系统的成本，而这些高成本的设备在功能使用中往往不能被充分利用，或者很难满足织机的功能要求，例如：一般高速剑杆织机的选纬和绞边工艺中需要对8个甚至更多的步进电机进行控制，而大多数的步进电机驱动器在数量控制上就很难满足，若想实现工艺要求就需要购买功能更强大的步进电机驱动器，这很大程度上增加了成本，且整个PLC控制系统相对单片机嵌入式控制系统其占用空间较大，在有多台织机设备的织机车间里造成大量空间资源的浪费。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器。本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，其特征在于该控制器包括上层电路板、下层电路板、主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块、高速光耦合控制模块、上层板电源转换模块、下层板电源转化模块、输入接口和输出接口；所述主处理器具有JTAG接口；所述通讯模块具有通讯接口；上层电路板和下层电路板插拔连接；所述主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块和上层板电源转换模块集成在上层电路板上；所述高速光耦合控制模块、下层板电源转化模块、输入接口、输出接口、JTAG接口和通讯接口集成在下层电路板上；所述从处理器与主处理器连接；所述系统存储模块与主处理器连接；所述电压监测模块与主处理器连接；所述主处理器通过通讯模块与外部的计算机或工业触摸屏进行双向通讯；所述上层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为上层电路板供电；所述下层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为下层电路板供电；所述从处理器的输入端和输出端均与高速光耦合控制模块连接；所述高速光耦合控制模块分别与输入接口和输出接口连接。与现有技术相比，本技术有益效果在于：1)该控制器以S3C44B0X芯片为核心，其外部扩展了EEPROM、EPROM、SDRAM、FLASH等存储芯片，这种模式有利于软件的诊断，可有效地避免各软件模块出现错误的交叉作用，提高了系统的执行速率和稳定性，以EPM3128ATC144作为从处理器，对输入信号进行预处理，实现对部分织机工艺的控制，减轻了主处理器的负担，使主处理器具有更好的实时性，避免相互干扰；与S3C44B0X芯片配合，提高了系统的信息处理速率、扩展能力以及系统的可移植性；2)为确保控制器的稳定性及可靠性，本控制器的控制芯片为功能强大、精度高、可靠性强的芯片，这样不仅可以大大简化电路设计，还可以在满足功能和可靠性的基础上为今后系统的进一步升级打下良好的基础；3)采用模块化设计。本技术通过模块化设计，对控制器中每一模块进行模块化设计，使设计及维护难度降低，预留许多输入、输出端口，方便系统扩展。每一模块通过总线进行连接，当某一个模块出现损坏时，不会影响其他模块的正常运行，只是影响被损坏的模块控制的部分的运行，可以通过直接更换模块的方法恢复系统，最终系统正常运行，此设计使系统更易于维护；4)电源转换模块和电压监测模块，可将外接24V直流转换为5V、3.3V的直流电源和2.5V的直流电源，保障整个控制板的运行稳定性和安全性，降低成本；电压监测模块选用x5045芯片对主控制芯片起到保护作用，保障主控制芯片在稳定的电压环境下进行工作，提高系统的抗干扰能力。5)使用高速光耦合器，高速光耦合器选用IRF9530N场效应管和快速恢复二极管，两者配合使用，把干扰源和易受干扰的部分更有效的隔离开来，保持信号联系，提高主控制器的精度，进一步提高产品的质量；6)成本低。由于目前高速剑杆织机大多采用PLC作为控制核心，成本较高。本技术应用嵌入式技术设计控制器，在保证系统稳定运行和正常生产的前提下，以达到降低成本、简化设备的目的，有利于织机主控制设备在市场上的进一步推广。7)结构新颖。该主控制器设置为上下两层PCB板，上、下两层PCB板是通过EPM3128ATC144的I/O扩展接口和通讯模块通过相应的插孔连接，显著增加了引脚的数量，极大地节省了空间，降低了成本，美观大方，使用方便。8)该控制器在多方面增强系统的抗干扰能力与系统的稳定性可靠性，具有很强的扩展能力与灵活性，使用便捷，可实现对不同种类与型号织机的控制，且该控制器支持多种嵌入式操作系统，为以后系统的升级奠定了良好的基础。附图说明图1为本技术用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器一种实施例的整体结构框图；(图中，1.主处理器、2.从处理器、3.系统存储模块、4.电压监测模块、5.通讯模块、6.高速光耦合控制模块、7.上层板电源转换模块、8.下层板电源转换模块、9.输入接口、10.输出接口、11.JTAG接口、12.通讯接口、301.AM29LV800-FLASH型存储器、302.K4S641632H-SDRAM型存储器、303.HT27LC512-EPROM型存储器、304.24C56-EEPROM型存储器、501.RS232通讯模块、502.RS485通讯模块、503.以太网通讯模块、701.2.5V直流电源、702.3.3V直流电源、1201.RS232通讯接口、1202.RS485通讯接口、1203.以太网通讯接口)具体实施方式下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本技术提供了一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器(参见图1，简称控制器)，其特征在于该控制器包括上层电路板、下层电路板、主处理器1、从处理器2、系统存储模块3、电压监测模块4、通讯模块5、高速光耦合控制模块6、上层板电源转换模块7、下层板电源转化模块8、输入接口9和输出接口10；所述主处理器1具有JTAG接口11；所述通讯模块5具有通讯接口12；上层电路板和下层电路板通过接口插拔连接；所述主处理器1、从处理器2、系统存储模块3、电压监测模块4、通讯模块5和上层板电源转换模块7集成在上层电路板上；所述高速光耦合控制模块6、下层板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，其特征在于该控制器包括上层电路板、下层电路板、主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块、高速光耦合控制模块、上层板电源转换模块、下层板电源转化模块、输入接口和输出接口；所述主处理器具有JTAG接口；所述通讯模块具有通讯接口；上层电路板和下层电路板插拔连接；所述主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块和上层板电源转换模块集成在上层电路板上；所述高速光耦合控制模块、下层板电源转化模块、输入接口、输出接口、JTAG接口和通讯接口集成在下层电路板上；所述从处理器与主处理器连接；所述系统存储模块与主处理器连接；所述电压监测模块与主处理器连接；所述主处理器通过通讯模块与外部的计算机或工业触摸屏进行双向通讯；所述上层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为上层电路板供电；所述下层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为下层电路板供电；所述从处理器的输入端和输出端均与高速光耦合控制模块连接；所述高速光耦合控制模块分别与输入接口和输出接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，其特征在于该控制器包括上层电路板、下层电路板、主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块、高速光耦合控制模块、上层板电源转换模块、下层板电源转化模块、输入接口和输出接口；所述主处理器具有JTAG接口；所述通讯模块具有通讯接口；上层电路板和下层电路板插拔连接；所述主处理器、从处理器、系统存储模块、电压监测模块、通讯模块和上层板电源转换模块集成在上层电路板上；所述高速光耦合控制模块、下层板电源转化模块、输入接口、输出接口、JTAG接口和通讯接口集成在下层电路板上；所述从处理器与主处理器连接；所述系统存储模块与主处理器连接；所述电压监测模块与主处理器连接；所述主处理器通过通讯模块与外部的计算机或工业触摸屏进行双向通讯；所述上层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为上层电路板供电；所述下层板电源转换模块与外部直流电源连接，转换电压后为下层电路板供电；所述从处理器的输入端和输出端均与高速光耦合控制模块连接；所述高速光耦合控制模块分别与输入接口和输出接口连接。2.根据权利要求1所述的用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，其特征在于上层板电源转换模块与外部24V直流电源连接，将外部24V直流电源转为2.5V直流电源和3.3V直流电源；所述2.5V直流电源为主处理器和从处理器的内核供电；所述3.3V直流电源为主处理器的I/O引脚、从处理器的I/O引脚、系统存储模块、电压监测模块和通讯模块供电。3.根据权利要求1所述的用于高速剑杆织机的嵌入式主控制器，其特征在于下层板电源转换模块与外部24V直流电源连接，将外部24V直...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳军，许云鑫，张亚利，高楠，周围，
申请(专利权)人：河北工业大学，江苏科瑞德智控自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12