芻議電腦橫機控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)

　　摘 要：本文針對國產(chǎn)電腦橫機控制系統(tǒng)的組成結構和實現(xiàn)原理，介紹了一種全自動電腦橫機控制系統(tǒng)的新型分層體系設計。我國的電腦橫機控制系統(tǒng)的技術水平依然存在很多不足之處。通過分析此系統(tǒng)的不足之處，在分析借鑒國際先進機型的基礎上，提出了相應的改進措施，真正實現(xiàn)自動化和智能化設計。
　　關鍵詞：電腦橫機 控制系統(tǒng) 設計開發(fā)
　　中圖分類號：TS94文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0025-02
　　電腦橫機系統(tǒng)作為針織行業(yè)的重要裝備，是當前羊毛衫生產(chǎn)行業(yè)的最主要機種。電腦橫機系統(tǒng)可以根據(jù)不同的針織編織的要求，輸入其相應的信號和發(fā)出各種控制指令，通過送紗系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、搖床系統(tǒng)、密度調節(jié)系統(tǒng)、編織系統(tǒng)、牽拉系統(tǒng)之間的協(xié)調動作實現(xiàn)編織工作。
　　當今社會，隨著科技的快速發(fā)展，電腦橫機系統(tǒng)高速化、智能化、自動化、連續(xù)化水平也在不斷提高。由于系統(tǒng)的控制器的技術水平可以直接決定針織產(chǎn)品的競爭力，因此，橫機控制系統(tǒng)的組成結構以及不足之處成為當前研究的熱點所在。
　　1 國產(chǎn)電腦橫機控制系統(tǒng)的結構
　　電腦橫機系統(tǒng)通過主控單元、機頭控制單元等實現(xiàn)機頭運轉、控制搖床、送紗編制等功能。在保證各個動作協(xié)調有序的前提之下，各控制單元間進行有效的數(shù)據(jù)傳遞。
　　1.1 主控單元
　　電腦橫機系統(tǒng)控制軟件可以完成工藝文件管理、人機交互、解析控制指令輸出等功能。在主控單元的指控命令下，起底板單元和機頭單元可完成相應的動作。橫機系統(tǒng)的主控單元通過串行總線，在起底板單元以及機頭單元的配合協(xié)調工作下，發(fā)送控制指令，并且接收反饋信息，實現(xiàn)整機動作的控制。由此可見，主控單元是控制系統(tǒng)的核心所在。
　　1.2 機頭控制單元
　　機頭控制單元是以DSP為核心，輔助以大量開關量輸出、多路步進電機驅動電路的獨立單元。機頭控制單元的控制器帶動針板做往復運動。在對于數(shù)據(jù)進行解析后，機頭控制單元驅動機頭進行編織。機頭中，探針作為檢測機構，用于檢測編織中出現(xiàn)冒布等異常狀況。使用電磁鐵在短時脈沖電壓的驅動作用下，保持原有的動作狀態(tài)，減少線圈的發(fā)熱并且降低能耗。
　　1.3 起底板控制單元
　　設置起底板裝置的目的是為了解決在新衣片的編織時，羅拉起不到相應的作用，在布片到達羅拉牽拉裝置之后，羅拉才能工作。在控制過程中，起底板系統(tǒng)的DSP改變可控硅的導通實現(xiàn)力矩電機驅動電壓的控制，實現(xiàn)程序預設的牽拉力。
　　1.4 控制單元的數(shù)據(jù)傳遞
　　由于主控系統(tǒng)與機頭之間的數(shù)據(jù)交換量大、通訊距離較長、實時性要求高，選用高速的串行總線技術才可以達到相應的要求；由于主控系統(tǒng)與起底板單元之間的實時性要求不高、數(shù)據(jù)交換量小，因此，可以使用簡單可靠的RS458總線可以達到相應的要求。
　　2 電腦橫機控制系統(tǒng)的分層體系
　　由于電腦橫機編織的工藝比較復雜，技術要求高。相對國外的領先技術而言，國內電腦橫機的設計水平仍然處于較低的位置，尚且不能滿足市場的需求。采用基于Windows的監(jiān)控軟件會增加開發(fā)的難度，采用工控機和操作系統(tǒng)作為支撐會帶來較高的成本消耗，不適合大批量生產(chǎn)，因此提出并開發(fā)了新型全自動電腦橫機控制系統(tǒng)。電腦橫機系統(tǒng)分層體系如圖1所示。
　　電腦橫機系統(tǒng)分層體系的具體分層如圖1所示。第一層面向工藝人員設計，提供功能強大的花型設計界面以完成編輯花板工作。第二層實現(xiàn)關鍵技術的功能，根據(jù)輸入的花型和布紋，進行編譯并且自動產(chǎn)生可執(zhí)行的編織數(shù)據(jù)。第三層完成編織數(shù)據(jù)代碼以及執(zhí)行機構的動作變換，利用液晶顯示屏進行人機交互，并且以DSP作為機頭部件的直接驅動芯片，因此，新型的系統(tǒng)不需附加外在的任何操作系統(tǒng)，實現(xiàn)實時監(jiān)控、測試性能、更改參數(shù)等功能。
　　根據(jù)此種設計理念研究制造出的新型電腦橫機系統(tǒng)分層體系的設計擁有良好的操作性能，可以節(jié)約工作成本，符合當前情況下工業(yè)控制的設計標準。
　　3 國產(chǎn)電腦橫機控制系統(tǒng)的發(fā)展思路
　　隨著科技的飛速發(fā)展，國產(chǎn)橫機系統(tǒng)也在快速發(fā)展。然而，總體來說，我國的橫機系統(tǒng)依舊存在著總體的技術水平依舊落后，在機械控制方面，與世界領先水平存在著較大的差距。對于國產(chǎn)橫機系統(tǒng)進行分析，消除控制系統(tǒng)方面的不足并且加以改進，十分有利于提高國產(chǎn)電腦橫機的技術水平。
　　國產(chǎn)電腦的橫機控制系統(tǒng)對于二段度目機構的支持性不夠，并且驅動部件的反應不夠靈敏，還不能按程序的要求及時動作。不僅如此，國內的絕大多數(shù)國產(chǎn)橫機使用多段選針技術，單段選針器技術的研究起步不久，其技術難點在于結構和電路設計、選針針腳磁性的設計、選針器電磁鐵的磁材等方面，合理的加減速控制曲線設計并減小機械沖擊。
　　綜上所述，國內橫機控制系統(tǒng)尚且存在很大的不足之處，我們應當自主研發(fā)、處理每一個細節(jié)，才能實現(xiàn)處理速度快、運行穩(wěn)定且實時性好等優(yōu)點，提升國產(chǎn)電腦橫機的產(chǎn)業(yè)水平。
　　參考文獻
　　[1] 潘云磊，史偉民，彭來湖.基于分層體系的橫機控制系統(tǒng)的設計[J].機電工程，2011（2）.
　　[2] 陳景波，盧達，王玲玲.全自動電腦橫機上位機軟件的設計[J].紡織學報，2011（2）.
　　[3] 張團善，時劍，魏彬.新型電腦橫機控制系統(tǒng)設計[J].西安工程科技學院學報，2007（4）.
　　[4] 張雷，胡旭東.Wifi技術在嵌入式橫機控制系統(tǒng)中的應用[J].浙江理工大學學報，2011（2）.
　　[5] 臧衍樂，朱文俊，雷杰.國產(chǎn)電腦橫機控制系統(tǒng)結構及其改進[J].西安工程大學學報，2011（4）.
　　[6] 吳興良.電腦橫機針床橫移機構結構分析[J].針織工業(yè)，2010（6）.
　　[7] 李勝華，朱文俊.國產(chǎn)電腦橫機的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢[J].國際紡織導報，2011（3）.
　　[8] 張團善，時劍，魏彬.新型電腦橫機控制系統(tǒng)設計[J].西安工程科技學院學報，2007（4