[发明专利]一种集清纱与断纱检测一体的可编程化的控制器实现方法

说明书

技术领域

本发明属于控制技术领域，特别涉及一种集清纱与断纱检测一体的可编程化的控制器实现方法。

背景技术

    在纺织工业的发展过程中，各种先进检测技术得到了广泛地运用，特别是光电检测技术。纺织过程中很多情况下需要对运动中的纱线进行检测，如检测纱线断头、探纬、鉴别粗细节等。纱线所具有的柔软性使其在运动过程中会以一定的频率抖动，当光场不均时，抖动所导致的位置变换将会改变传感器接收的光信号强度。根据纱线这一运动特征能够有效对运动的纱线和静止的纱线(或无纱线)进行区分。反之，若纱线处于相对均匀的光场中，传感器接收的光信号强度将反应纱线的直径信息，从而进行纱线的粗细节鉴别。

　　传统的清纱与断纱检测方法，后续电路一般都是对信号进行检波放大或整流，然后比较放大输出。其中鉴别电路通常采用模拟电路来实现。模拟清纱电路的缺点是器件老化容易引起参数的变化，从而导致误切、漏切、乱切等不稳定现象，费时费力，影响了工厂的生产效率。在纱疵的鉴别问题上，各类电子清纱器识别纱疵所依据的数学模型都是相对固定的，与工艺人员用肉眼对纱疵判断的“智能识别”能力相比，存在着较大的差距：一方面是识别效率不够高，另一方面是纱疵的清纱曲线无法作大的改动。

一般情况下，断纱检测采用的是非均匀的光场，而清纱检测则采用相对均匀的光场，这是因为传统的模拟电路检测只是考虑幅值的瞬间变化来对纱线信号进行识别，而未对纱线的抖动特征在频域上进行分析。因此，传统的模拟鉴别电路难以对清纱与断纱检测进行集成控制。

目前，气流纺纱机控制系统在原有的断纱检测装置基础上，加装电子清纱器后，不仅使得整个系统冗余复杂，而且成本大幅度提高。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种集清纱与断纱检测一体的可编程化的控制器实现方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案：

一种集清纱与断纱检测一体的可编程化的控制器实现方法，其控制器有三位一体的功能：清纱鉴别、断纱检测、控制驱动；该控制器包括传感模块、CPU控制模块、输入模块、电机驱动模块、输出模块、通信模块、电源模块，所述的CPU控制模块分别与传感模块、输入模块、电机驱动模块、输出模块、通信模块、电源模块相接；该控制器实现方法包括以下步骤：

步骤1.纱线信号提取：由基于锁相放大器的传感模块提取纱线抖动与直径信号，并转换为相关的模拟信号；

步骤2.纱线信号分析：由可编程化的CPU控制模块通过AD采样电路将步骤1中的模拟信号转换为数字信号，并进行时域和类频域分析，由智能检测算法判断纱线运行状态及纱疵鉴别；

步骤3.输入输出信号控制：根据输入模块、通信模块的信息和步骤2中的纱线信号分析结果，控制电机驱动模块和输出模块执行相应的控制命令。

所述步骤1中传感模块是基于锁相放大技术，并且其清纱鉴别与断纱检测共用一个传感装置，具体如下：

(A)由信号发生电路提供调制所需的载波信号，并对发射器进行信号调制；

(B)步骤(A)中调制的发射信号经过纱线后，由接收器获取纱线的直径信号以及相关抖动信号；

(C)由选频放大器对步骤(B)中接收器所得到的信号进行选频放大处理，作为锁相放大电路的待测信号；

(D)由移相电路对步骤(A)中的载波信号进行移相，作为锁相放大电路的参考信号；

(E)由锁相放大电路对步骤(C)中的待测信号和步骤(D)中的参考信号进行锁相放大处理；

(F)由滤波电路对步骤(E)中锁相放大输出的信号进行滤波处理，得到相关的模拟信号。

所述步骤2中可编程化的CPU控制模块采用内嵌智能检测算法的梯形图进行编程，具有可输入I/O口功能，具体如下：

CPU控制模块采用三层架构方式：BootLoader、引擎、梯形图；

BootLoader负责硬件端口初使化和引擎、梯形图加载；

引擎负责实现板级支持，为梯形图提供调用接口；

梯形图为用户设计的智能检测算法及相关逻辑动作的实现。

本发明的有益效果：

本发明采用微处理器，具有低功耗、高性能、高稳定性的特点，能够实现信号快速处理。

采用基于锁相放大技术的传感模块，能够有效抑制噪声信号，改善性噪比。 

实现带有微控制器的集断纱与清纱于一体的检测头，能够就近控制电磁铁、电机执行纺织动作，大大简化纺织控制器的体系架构，降低成本。