劍桿織機嵌入式控制系統(tǒng)(硬件)研究與開發(fā).pdf

1、劍桿織機是目前紡織行業(yè)應用較為廣泛的一種織機，其朝著高織造速度、操作簡單、界面人性化和模塊化的方向發(fā)展。目前國外先進織機的工作速度已達到650r/min以上，整個系統(tǒng)在CAN總線的基礎(chǔ)上進行模塊化設計，主控系統(tǒng)以32位微處理器作為核心，及時進行更新?lián)Q代。而國內(nèi)的劍桿織機大多工作速度較低，以PLC和8位控制器為主，總線通訊技術(shù)未能成熟運用，產(chǎn)品升級較慢。在這樣的環(huán)境，研發(fā)可與國外先進織機相匹敵的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的劍桿織機成為必然之舉。

2、r>　　 劍桿織機是集機械設計制造、微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)，液壓技術(shù)，操作系統(tǒng)等于一身的高度自動化裝備?？梢愿鶕?jù)需要設計不同的花樣，調(diào)整工藝參數(shù)，完成不同種類的織造物。
　　 論文首先對劍桿織機的工作原理和五大運動進行了了解，并在此基礎(chǔ)上研究了現(xiàn)代劍桿織機的模塊組成及各部分的工作原理。將織機劃分為多臂機、儲緯器、選緯器、主軸及引緯、打緯部分、電子送經(jīng)、卷取、潤滑系統(tǒng)、人機界面、機件按鈕、制動結(jié)構(gòu)等幾個部分，同時對各部

3、分的信號進行了梳理。
　　 在對織機機械結(jié)構(gòu)及模塊確定的基礎(chǔ)上，分析了國外先進織機的整體設計方案，提出了在目前所掌握的技術(shù)條件下，適合國內(nèi)生產(chǎn)實際的高速度、高可靠性、成本較低的織機控制系統(tǒng)硬件設計方案。將控制系統(tǒng)劃分為輸入信號處理系統(tǒng)、輸出信號處理系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、上下母板幾個部分;使用CAN總線進行通訊，將各部分連接起來，完成高速率、高可靠性的雙向通訊;選用Freescale公司的32位微處理器MCF5235作為控制系

4、統(tǒng)輸入信號處理模塊及主控系統(tǒng)的控制芯片。
　　 根據(jù)功能的需要，以MCF5235為核心，設計了控制系統(tǒng)的硬件電路。輸入信號處理模塊擴展了16Mbytes的Flash模塊，16Mbytes的SDRAM模塊;留有CAN接口、RS232通訊接口;設計了78路開關(guān)信號的掃描電路、2路模擬信號采集電路、絕對式光電編碼器的信號采集及比較電路;同時設計了BDM下載接口、系統(tǒng)時鐘電路、譯碼電路、總線收發(fā)電路、電源等保證系統(tǒng)能夠正常工作并容易調(diào)試

5、。
　　 通過對輸入信號處理模塊的電路及工作環(huán)境地深入分析，在對PCB設計知識及電磁兼容技術(shù)深入研究的基礎(chǔ)上，完成了輸入信號處理模塊的PCB設計。在確定PCB加工工藝參數(shù)的情況下，首先結(jié)合輸入信號處理模塊的硬件電路設計情況，規(guī)劃了板層的分配;根據(jù)電路的工作特性，進行了輸入信號處理模塊PCB布局的工作;最后在布線原則的指導下，完成PCB布線及覆銅等設計任務。
　　 課題的研究對國內(nèi)開發(fā)現(xiàn)代劍桿織機具有重大意義，對設計先進織