刍议电脑横机控制系统的设计与开发

　　摘 要：本文针对国产电脑横机控制系统的组成结构和实现原理，介绍了一种全自动电脑横机控制系统的新型分层体系设计。我国的电脑横机控制系统的技术水平依然存在很多不足之处。通过分析此系统的不足之处，在分析借鉴国际先进机型的基础上，提出了相应的改进措施，真正实现自动化和智能化设计。
　　关键词：电脑横机 控制系统 设计开发
　　中图分类号：TS94文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0025-02
　　电脑横机系统作为针织行业的重要装备，是当前羊毛衫生产行业的最主要机种。电脑横机系统可以根据不同的针织编织的要求，输入其相应的信号和发出各种控制指令，通过送纱系统、传动系统、摇床系统、密度调节系统、编织系统、牵拉系统之间的协调动作实现编织工作。
　　当今社会，随着科技的快速发展，电脑横机系统高速化、智能化、自动化、连续化水平也在不断提高。由于系统的控制器的技术水平可以直接决定针织产品的竞争力，因此，横机控制系统的组成结构以及不足之处成为当前研究的热点所在。
　　1 国产电脑横机控制系统的结构
　　电脑横机系统通过主控单元、机头控制单元等实现机头运转、控制摇床、送纱编制等功能。在保证各个动作协调有序的前提之下，各控制单元间进行有效的数据传递。
　　1.1 主控单元
　　电脑横机系统控制软件可以完成工艺文件管理、人机交互、解析控制指令输出等功能。在主控单元的指控命令下，起底板单元和机头单元可完成相应的动作。横机系统的主控单元通过串行总线，在起底板单元以及机头单元的配合协调工作下，发送控制指令，并且接收反馈信息，实现整机动作的控制。由此可见，主控单元是控制系统的核心所在。
　　1.2 机头控制单元
　　机头控制单元是以DSP为核心，辅助以大量开关量输出、多路步进电机驱动电路的独立单元。机头控制单元的控制器带动针板做往复运动。在对于数据进行解析后，机头控制单元驱动机头进行编织。机头中，探针作为检测机构，用于检测编织中出现冒布等异常状况。使用电磁铁在短时脉冲电压的驱动作用下，保持原有的动作状态，减少线圈的发热并且降低能耗。
　　1.3 起底板控制单元
　　设置起底板装置的目的是为了解决在新衣片的编织时，罗拉起不到相应的作用，在布片到达罗拉牵拉装置之后，罗拉才能工作。在控制过程中，起底板系统的DSP改变可控硅的导通实现力矩电机驱动电压的控制，实现程序预设的牵拉力。
　　1.4 控制单元的数据传递
　　由于主控系统与机头之间的数据交换量大、通讯距离较长、实时性要求高，选用高速的串行总线技术才可以达到相应的要求；由于主控系统与起底板单元之间的实时性要求不高、数据交换量小，因此，可以使用简单可靠的RS458总线可以达到相应的要求。
　　2 电脑横机控制系统的分层体系
　　由于电脑横机编织的工艺比较复杂，技术要求高。相对国外的领先技术而言，国内电脑横机的设计水平仍然处于较低的位置，尚且不能满足市场的需求。采用基于Windows的监控软件会增加开发的难度，采用工控机和操作系统作为支撑会带来较高的成本消耗，不适合大批量生产，因此提出并开发了新型全自动电脑横机控制系统。电脑横机系统分层体系如图1所示。
　　电脑横机系统分层体系的具体分层如图1所示。第一层面向工艺人员设计，提供功能强大的花型设计界面以完成编辑花板工作。第二层实现关键技术的功能，根据输入的花型和布纹，进行编译并且自动产生可执行的编织数据。第三层完成编织数据代码以及执行机构的动作变换，利用液晶显示屏进行人机交互，并且以DSP作为机头部件的直接驱动芯片，因此，新型的系统不需附加外在的任何操作系统，实现实时监控、测试性能、更改参数等功能。
　　根据此种设计理念研究制造出的新型电脑横机系统分层体系的设计拥有良好的操作性能，可以节约工作成本，符合当前情况下工业控制的设计标准。
　　3 国产电脑横机控制系统的发展思路
　　随着科技的飞速发展，国产横机系统也在快速发展。然而，总体来说，我国的横机系统依旧存在着总体的技术水平依旧落后，在机械控制方面，与世界领先水平存在着较大的差距。对于国产横机系统进行分析，消除控制系统方面的不足并且加以改进，十分有利于提高国产电脑横机的技术水平。
　　国产电脑的横机控制系统对于二段度目机构的支持性不够，并且驱动部件的反应不够灵敏，还不能按程序的要求及时动作。不仅如此，国内的绝大多数国产横机使用多段选针技术，单段选针器技术的研究起步不久，其技术难点在于结构和电路设计、选针针脚磁性的设计、选针器电磁铁的磁材等方面，合理的加减速控制曲线设计并减小机械冲击。
　　综上所述，国内横机控制系统尚且存在很大的不足之处，我们应当自主研发、处理每一个细节，才能实现处理速度快、运行稳定且实时性好等优点，提升国产电脑横机的产业水平。
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