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判性业自や
自动喂毛机测控系统的设计
Design of measurement and control system of automatic feeder in woolen
carding machine
王永忠,韩润萍
WANG Yong-zhong, HAN Run-ping
(北京服装学院信息工程学院,北京100029)
摘:自动喂毛机是粗梳毛纺工艺中梳毛机的重要组成部分,提高自动曖毛机的测控精度可以改善粗
梳毛纺中粗纱条的纵向均匀度,从而提高毛纱和粗纺产品的质量。针对工艺要求,设计了基
于MSC1210单片机的自动喂毛机測控系统,买现了每斗的精确称重、多种参数的买时显示、
重要参数的在线修改及?种工作状态的有效控制。本系统充分利用设备及工艺特点,采用自
动改变控制给定值的办法,实现对累积误差的在线修正及补偿,从而提高了遡控精度。
关键词:自动喂毛机;泚控系统;称重;MSC1210
中分类号
文献标识码:A
文编号:1009-0134(2013)03(上)-0126-05
oi:10.3969/j.ISsn.1009-0134.2013.03(上).3
0引言
1系统的硬件构成
自动喂毛机是梳毛机的重要组成部分,它工作
系统的硬件由称重传感器和激励源电路、信
的好坏直接影响着梳毛机下机毛条的质量,特别是号输入电路、主控电路、信号輪出电路、通信接
在粗梳毛纺系统、羊线纺纱系统、
半精纺系统以及口电路、人机接口电路六部分组成。系统硬件的
些工艺流程短、喂入量大且喂入均匀性要求又高结构框图如图1所示,下面对各部分进行介绍。
的场合,自动喂毛机的喂入精度就显得尤其重要。
光电开关瀲励源电路
因为每次原料输人时的喂毛量误差会直接导致梳毛
机下机毛条粗细不匀,从而使纺织成品质量下降。
关量信号
因此降低喂毛不匀率、提高喂入精度是提高毛条质
信号输入电路
称重传慼器
模拟倌号
量和改善毛条纵向均匀度的关键。
主
通倌接口电路
自动喂毛机从喂入方式可分为称重式喂入
控
电
容积式喂入及称重和容积式相结合的称容式喂入
路
?信号输出电路
等。容积式喂入主要适用于化纤和无纺布梳理
机等高速大产量的连续喂入系统。国内外粗纺梳
键盘接口
电路人机
毛机的喂入机构,其喂入方式大都采用称重式结
接口
CD显示器电路
构,提高喂入精度的关键是提高称重測量精度和
接口电路
改进系统的控制方法。本文描述的自动喂毛机测
图1测控系统硬件的结构框图
控系统,就是通过对测量电路的合理设计,实现
高精度测量;通过改变传统的控制方法,在输出1.1称重传感罱和激励源电略
控制程序中把工艺设定值和控制给定值分开,充
称重传感器是本系统的重要部件,它的作用
分利用现有设备及工艺特点,通过自动改变控制
是可靠准确地把喂毛量变化检测出来并转换成相
给定值的办法,实现对累积误差的在线修正及补
应的电信号输出。本系统选用了一对美国威世
偿,从而提高了系统的控制精度。本测控系统由
特迪亚-事特利电子有限公司生产的高精度电阻
硬件部分和软件部分构成,下面就这两部分作进
应变式称重传感器 Model1022,并且经过特殊挑
步的描述。
选,其最大允许误差为0.01%。一对称重传感器
收蒋日期:2012-11-16
作者简介:王永忠(1963-)男,内蒙古巴盟人,讲师,硕士,主要从事检测技术与自动化仪表和计算机控制系统的教
学和科研工作。
126】第35巻第3期2013-03(上)
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判出自心
安装在喂毛斗的两端,这既是工艺结构的需要,从通带到阻带的过渡带很窄,可提供最陡萌下降边
又可以很好地消除下毛分布不均匀带来的称重误錄的幅频响应。MAX293在1KHz频率的通带范围
差。激励源电路的作用是为称重传感器提供高精内,其频率信号的幅度波动是很小的(芯片手册
度的工作电压。激励源电路的核心芯片选用的是
MAX6143,MAX6143是一种低噪声高精度的基准
模拟信号输入电路
电压源,该芯片专有的温度系数曲率校正电路及
称重
级滤波
信号版し、后级滤波山输出1
传感器1
电路
大电路
L电路
光刻薄膜电阻使得它拥有非常低的温度系数和很
高的精度,从而为高精度的称重提供了保证。
称重
前级波波」、小号放」后选波2
传感器2
大电路
电路
1.2信号输入电路
信号输入电路包括开关量输入电路和模拟信
图2模拟信号輪入电路构成框图
号输人电路。开关量输入电路接受光电开关的开
SEN1
关量信号,并且对其进行光电隔离处理后送给
单片机。光电开关用于检测自动喂毛机的工作状
态,自动喂毛机的喂毛罗拉主控电机的联动轴上
IOUF OIUE
有凸轮机构,由喂毛罗拉主控电机带动其旋转,
SENI
AGND 25
AGND
. UF
同时喂毛罗拉主控电机也带动推毛板作周期性的
-OUF
JF
R8
R10
SEN2
往复运动,推动毛料向前移动到下一道工序。当
LIK
推毛板运动到起始位置时,凸轮同时也转动了
图3前级滤波电路
圈,凸出部分垂直向上,正好挡住光电开关,光
电开关输出高电平,单片机查询到这个高电平信
13K
号后立即打开称毛斗底门,把称重的毛料送下,
随着推毛板向前运动,联动凸轮也向前转动,当
+ljv AGNI
IIO
凸轮的凸出部分转到不挡光的位置时,光电开关
SENI1
IN
的输出恢复到低电平,此时单片机控制称毛斗底
AGND
门关闭,系统重新清零归位;同时启动喂毛底
REF
帘、升毛斜帘等高速运行,并打开挡毛板重新开
SENI
始喂毛。
模拟信号输人电路的作用是对称重传感器输
出的微小直流信号进行放大滤波等处理,使有效
图4小信号放大电路
测量信号放大到AD转换器输入信号的有效范固,给出的为0.15B)。当频率范围为0-100Hz时,频
同时最大程度地抑制噪声,提高信噪比。模拟信率信号的幅度波动几乎等于零。而且为了抗混叠
号输入电路包括前级滤波电路、小信号放大电路和克服MAX293的时钟噪声,在MAX293的前后分
和后级滤波电路。模拟信号输入电路的构成框图别加了负反馈的二阶有源低通滤波器,并选择其
如图2所示。
截止颍率为100Hz
前级滤波电路如图3所示,采用二阶RC低通无
源滤波网络,按照从低阻抗到高阻抗的顺序排列,
U14
能修获得良好的截止特性和衰减特性。在图3中,
SEN1-和SENI+是称重传感器1的信号输出端
UI 1OUT R25
UI4OUT
小信号放大电路如图4所示,由高精度低噪声
R26「22K
的仪表放大器INA14
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