SC-1F型手动张力控制器

更新:2019/5/13 11:15:38      点击:
  • 提交订单    
介绍

SC-1F型手动张力控制器


张力控制器技术参数

电源输入DC 24V~27V 50HZ
 

电源输出DC 0~24V  DC 0~3A

张力控制器特点 

●体积小,节省电源配置,减少安装空间;
●恒流输出,张力更稳定;
●数字显示,易于记忆;编码器旋钮,精度高。
  

外形尺寸:长 x 宽 x 深=98 x 50 x 93mm

开孔尺寸:长 x 宽=91 x 44mm



摘要: 纱线张力是纺纱中的重要工艺参数之一, 它在很大程上决定了纱线花 型变换的规律及大小 , 对纱线产品的工艺和质量影响非常大。到目前为止, 还没有一种既能测量又能控制纱线张力的控制器, 在纺纱行业中大规模地应用。本文对纺纱 过程中纱线张力的控制器进行了较全面的研究。系统在设计了硬件电路的基础上, 编制了纱线张力控制器的软件模块。软件功能较全, 人机交互友好。 
引言
    经过五十多年的纺织工业建设, 特别是经过改革开放二十年的飞速发展, 我国已经发展成为世界上纺织品总产量最大的 国家, 但与此同时, 我国的纺织工业也存在着总体设备水平落 后, 产品质量不稳定、档次低、劳动生产率低等困境。随着全球 经济一体化速度加快, 国内外市场竞争己经日趋激烈。在这样 的宏观背景下, 本文开展了对纱线张力控制器的研究。 2 系统体系结构设计 本纱线张力控制器采用嵌入式系统架构, 如图 1 所示。


     本系统最终选用了 SST 公司用于工业控制领域的工业级 SST89 系列新型单片机 SST 89E564RD, 它是 8 位集成 SUPER- FLASH 存储器的 51 兼容 MCU, 1K 字节片内 RAM、片内两块 SUPERFLASH EEPROM- 64K 字节主块(primary block)+8K 字节 次块 (secondary block)3 通道 16 位 计数 器/定 时器 、32 I/O 口、可编程计数阵列(PCA- Counter Array)、可 编程 看 门 狗定 时 器、低 EMI 模式(Inhibit ALE)、工作频率可达到 40MHz。最终选 SST 89E564RD 单片机另一重要原因是它支持在应用可编程 (IAP- In- Application Programming), 这样可以不使用传统意义的 仿真器, 利用 SST 89E564RD 的在线编程功能, 配合 Keil μVi- sion2 IDE Moniter- 51, 就能将仿真机、编程器和实验板三者 功能结合, 实现单片机的在线调试。
     3 硬件电路设计 本系统硬件电路可划分为以下四个部分: 驱动电路、A/D 转换、人机交互、存储器其中, A/D 转换电路用于纱线张力测量 模块中, 主要功能是将霍尔传感器输出的模拟电压转换成数字 信号, 输入单片机。驱动电路用于纱线张力调节模块中, 、主要 功能是驱动直流电机, 实现纱线张力的调节。人机交互包括两大部分:键盘输入和液晶显示。由于单片机片内 RAM 掉电后数 据丢失, 所以需要扩展一片 E2PROM,来永久保存张力设定值、 张力标定值和张力测量值等数据。 3.1 直流电机驱动电路设计 本系统中直流电机的驱动电路接口电路如图 2 所示。


     器件 U1 L298N, IN1(引 脚 5)接 单片 机 的 引脚 P 1.7 (CEX4), 即单片机 PWM 波形的输出端口。因为本直流电机只有一个转动方向, 所以 L298N IN2(引脚 7)直接连到高电平。器 件 U2A 为比较器 LM393, 主要作用限制过流和保护 L298 的作 用。LM393 的同相端 (引脚 3) 直接连到了一个可变电位计 R4 , 电位计的参考电压是可调的, 调节电位计的参考电压能调 节 L298 的限流电压。LM393 的反相端 (引脚 2) 接到 L298 SEN A 检测端。
    3.2 A/D 转换接口 早期的 A/D 转换器与 CPU 接口一般采用并行总线方式, 现在一些采用 I2C, SPI 总线的新型 A/D 转换器相继被国外公 司(MAXIM, TI 公司等)推出, 极大地丰富了 A/D 转换器的种 类。系统在选择 A/D 转换器时, 主要从以下几个方面考虑:A/D 转换器的位数选择、A/D 转换器的转换速度、A/D 转换器抗干 扰性能。本系统纱线测量模块使用线性霍尔传感器 KW3503, 电压 的输出范围在 0- +5V, 实际需要分辨的电压为 0.1V, 即分辨率 为 0.115=2%。选择 8 位的 A/D 转换器便可满足要求, 8 A/D 转换器的分辨率为 1/28 = 1 /256=0.4%ADC 数字编码的位数 越多, 其分辨率越高, 但成本也越高。综合考虑本系统的实际需 求、系统扩展、性能指标及成本因素, 本系统最终采用 NS 公司 出品的 ADC0809 作为 A/D 转换器件。ADC0809 对于本系统具 有较高的性价比, 它是逐次比较型 8 8 通道 A/D 转换器。
      3.3 液晶显示接口设计 在嵌入式系统中, 常用的显示器件有:LED 数码显示管, LCD 液晶显示器。本系统需要中文显示, 并且需要显示张力变 化曲线, 因此本系统采用了点阵图形液晶显示器, 具体的型号 为 MGLS12864T 的液晶显示模块, 显示点阵大小为 128×64, 液 晶显示控制器为 T6963CT6963C 有专门的绘点指令(T6963C 的位操作指令), 为绘制张力变化曲线带来了很大的方便。
     液晶显示模块与单片机接口的连接非常简单, 可有两种方 式:直接访问方式和间接访问方式。本系统采用的是直接访问方 式。具体接口设计如图 3 所示。单片机的 P0 口直接与液晶显示 模块的数据口连接, 用单片机的/RD, /WR 作为液晶显示模块的 读写控制信号, 液晶显示模块/HALT +5V , /RESET 接芯片 7705 的复位信号输出端, /CE 信号由地址译码产生。C/D 信号由 地 址 线 A8 提 供 , A8=1 为 指 令 口 地 址;A8=0 为 数 据 口 地 址 。 A15=1 , 液晶显示模块被选中, 因此, 指令通道的地址为 8100H,数据通道的地址为 8000HA15 不直接与液晶模块/CE 端连接, 而需要加一个反相器 74LS04, 原因分析如下:A15 直接与液晶模块的/CE 端连接, 则指令通道的地址为 0100H, 数据通道的地址为 0000H。当与普通 8051 系列的单片机(ATMEL 89C51)连接时, 这样的地址 分配是可以的。但本系统采用的是 SST 公司的 89E564RD, 它带 有 1K 的片内 RAM, 其中低 256 字节的 RAM 与普通 8051 一样 使用, 但扩展的 768 字节 RAM(00H- 2FFH )采用片外 RAM 寻址 方式(MOVX @DPTR,A), 这样, 液晶显示模块的数据通道、指令 通道地址就与 SST 89E564RD 扩展的 768 字节的片内 RAM 地 址相冲突。因此, 将液晶显示模块命令通道地址设计为 8100H, 数据通道地址设计为 8000H, 以避免与单片机 SST 89E564RD 自带的扩展 768 字节的片内 RAM 相冲突。
      3.4 存储器接口 本系 统 采用 的 单 片 机 SST 89E564RD 内 部 有 1K 字 节 的 RAM 单元, RAM 的内容掉电后丢失, 在纱线张力测量数据记录 和保存张力设定值时, 需要掉电后数据不丢失, 以供下次开机 调用, 所以需要扩展一片外部存储器。存储器的选择种类非常 多, 本系统的需要存储的数据量不是很大, 并且为了接口电路 的简便, 所以最终选择了 ATMEL 公司的 AT93C46AT93C46 是串行存储器 E2PROM, 具有在线改写数据和自 动擦除功能, 电源关闭, 数据也不会丢失。存储空间为 1024 , 用户可以编程选择存储空间组织形式, 可将 1024 位的存储空 间划分为 128 字节(BYTE), 也可划分为 64 (WORD)AT93C46 与单片机 SST 89E564RD 的接 口 电路 如 图 4 所 示, 采用的方法是利用单片机的 I/O 口来模拟 93C46 的读写时 序, 没有直接使用单片机的串行通讯口来与 93C46 相连。 图 4 93C46 与单片机接口电路图 图 4 , 单片机 P1.1 93C46 CS 端相连, 作为片选信 号。P1.2 93C46 CLK 端相连, 93C46 提供时钟信号。
P1.3 作为串行数据的输出端, 93C46 的数据输入端相连, 进行写 操作。
P1.4 作为串行数据的输入端, 93C46 的数据输出端相 连, 进行读操作。

     4 系统软件设计 本系统的软件设计任务主要分为五大模块: (1)模糊控制 器; (2)驱动程序; (3)张力标定程序; (4)张力变化曲线绘制; (5)显 示界面。系统软件的总体设计如图 5 所示。电机控制和光电开关与 LPC2214 之间都加入了 74245 隔离芯 片和排阻, 保证微处理器的安全。
     
2.3 串口通信及程序下载 串口通讯专门用于嵌入式控制程序的下载。LPC2214 自带 了 256KB 的片上 Flash 存储器, 省去了外接 Flash 存储器储存 程序。对片上 Flash 存储器的编程可通过以下几种方法来实现: 通过内置的串行 JTAG 接口, 通过在系统编程( ISP) UART0, 或通过在应用编程( IAP) JTAG 和在应用编程需要占用部分 I/ O 口线, 而本系统的嵌入式 CPU 需要大量 I/O 口线用来输入采 集数据, 不适于本系统; 另外这两种方法将增加嵌入式软件编 写与调试的复杂性, 故本系统选择在系统编程, 加入了串口通 信电路用于下载。

 3 数据采集控制系统的软件设计 操作系统移植嵌入式多任务实时操作系统(RTOS)μc/OS- II。μc/OS- II 是一个占先式、多任务、可移植性强的嵌入式实时 操作系统内核, 具有源码公开、可移植、可固化、可裁剪、稳定性 及可靠性高的特点。其内核提供任务调度与管理、时间管理、任 务同步与通信、内存管理及中断服务等功能, 支持高达 64 个用 户服务。90%的代码函数用标准的 ANSI C 语言书写, 程序可读 性强、移植性好。内核具有执行效率高、占用空间小、实时性能 优良、可扩展性强的特点, 已在很多领域被证明是一个成熟稳 定的实时内核。 在此操作系统上实现数据采集控制、机械运动部分的控制 以及主控计算机通信。与控制主机的通信采用 USB 接口发送命 令字节, USB 通信的驱动包运行在该操作系统上。


4 结束语 本文采用 ARM 体系的嵌入式处理器 LPC2214 充分挖掘高 速线阵 CCD 器件的性能, 实现了一种牙颌模型快速扫描系统。 系统采用了精度和盲区指标都较好的结构光点光源扫描方案, 同时利用器件的高性能克服了该方案速度慢的缺陷, 扫描时间 和精度都达到了使用要求。 本文作者创新点: 巧妙利用 CCD 器件的像原位置相对固 定的特点, 用其输出像原驱动计数电路得到光斑在 CCD 上的 位置及宽度, 进而建立数学模型计算得到目标在本扫描仪设定 坐标系中的深度信息。选择使用 44MHz LPC2214 USB 接 口, 使得 CCD 20MHz 的采集速度得到了完全发挥。




更多