专利名称：自动络筒机机头控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于纺织设备制造技术领域，涉及络筒机设备的改进，具体地说，是涉 及一种自动络筒机设备的机头控制电路的改进。
背景技术：
络筒机是纺织生产过程中的一个关键设备，其用途除了将管纱卷绕成具有一定长 度的筒纱外，另外一个重要任务就是清除对后工序和最终成品质量产生影响的各类有害纱 疵，如大棉结、粗节、细节、竹节、双纱、股线缺股、藤捻等，以改善纱线的外观质量。传统的自动络筒机设备，由于技术水平的限制，其机头控制器的设计目前绝大多 数都是采用I/O板加CPU板联合控制，再通过一块通讯板与上位PC机通讯，如图1所示的 电路组建形式。其中，I/O板主要用于与控制器外围的所控部件进行电气连接，其上还设计 有多种不同类型的驱动电路，以用于提高通过CPU板输出的控制信号的驱动能力；CPU板是 机头控制器的控制核心，负责信号和数据的集中处理，并对系统中的各部分电路进行协调 控制；CPU板通过通讯接口连接通讯板，进而通过通讯板一方面与上位PC机连接通信，另一
方面通过现场总线与络筒机设备中的各台单锭控制板1、2......N连接通信，实现机头控
制器对各台单锭设备的集中控制。由于现有的自动络筒机，其机头控制器都是采用多板式结构进行电路设计，板与 板之间需要使用大量线缆进行信息交换，因此，所占用的空间比较大，结构也比较复杂。在 技术水平高速发展的今天，CPU功能日益强大，硬件水平也日渐提高，因此，如何研发一款 结构紧凑且功能强大的集中型机头控制器，是目前络筒机制造行业需要解决的一项主要问 题。
实用新型内容本实用新型为了解决现有络筒机机头控制器采用多板式结构进行电路设计占用 空间大、接线繁琐、可靠性差的问题，提供了一种新型的自动络筒机机头控制器，通过对各 电路板进行功能整合，从而减少了线路的转接环节，简化了结构布局。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种自动络筒机机头控制器，包括CPU和驱动电路；所述CPU和驱动电路设置于同 一块电路板上，在所述电路板上设置有用于与外围器件相连接的输入接口和输出接口，以 及用于与上位机和单锭控制板连接通信的通讯接口 ；其中，所述输入接口连接CPU的信号 输入管脚；CPU的信号输出管脚连接驱动电路，并通过驱动电路连接所述电路板的输出接 口 ；CPU的总线管脚连接所述电路板的通讯接口。进一步的，在所述电路板上还设置有用于与开关电源相连接的电源接口，所述电 源接口与CPU的供电管脚和驱动电路的供电端子相连接。又进一步的，在所述通讯接口中包括CAN总线接口和RS485串行总线接口。优选的，所述CAN总线接口优选设置两路，分别与CPU的两路CAN总线管脚对应连接，通过CAN总线实现机头控制器与各个单锭控制板的连接通信。再进一步的，所述RS485串行总线接口与CPU的串口相连接，通过RS485总线实现 机头控制器与上位PC机的连接通信。为了降低电磁干扰，在所述电路板的外围加装有屏蔽罩。更进一步的，所述机头控制器安装于络筒机机头的主配电盘上。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的自动络筒机机 头控制器将现有机头控制器中I/O板的接口功能、CPU板的信息处理功能以及通讯板的总 线通信功能集成在一块功能板上，并对板上的电子线路进行优化布局，从而减少了板间信 号的转接环节，使得硬件结构更加简单紧凑，提高了系统运行的可靠性，方便了设备的安装 与维修，并降低了生产和采购成本。结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。
图1是传统自动络筒机的机头控制器电路原理框图；图2是本实用新型所提出的自动络筒机机头控制器的一种实施例的电路结构框 图；图3是图2所示机头控制器电路板的接口定义图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细地说明。实施例一，本实施例的自动络筒机在对其机头控制器进行电路设计时，采用单板 设计方式，选择功能强大的CPU芯片配合简单的外围电路集中实现了传统机头控制器中I/ 0板的接口功能、CPU板的信息处理功能以及通讯板的总线通信功能，其电路整体布局参见 图2所示。本实施例的机头控制器主要包括开关电源和机头控制板两部分，其中，机头控制 板为单块电路板，其上集中设置有输入接口、输出接口、内置有总线收发模块的CPU、驱动电 路、通讯接口和电源接口，如图2所示。机头控制板通过其输入接口和输出接口与外围所 控部件电气连接，通过输入接口接收外围部件发出的开关信号或者模拟信号等，传输至CPU 的信号输入管脚，比如CPU的I/O 口，以实现CPU对外围电路的信号采集及信号处理工作。 通过CPU处理生成的控制信号经CPU的信号输出管脚(比如CPU的I/O 口等)连接驱动电 路，通过驱动电路对CPU输出的控制信号的驱动能力进行提升后，传输至机头控制板的输 出接口，进而通过输出接口输出至外围所控部件，实现机头控制板对外围部件的协调控制。 CPU的总线管脚连接通讯接口，进而通过连接在通讯接口上的总线线缆与上位机和各台单 锭控制板连接通讯。在本实施例中，所述CPU优选内置有至少两路CAN总线结构和至少一路串口的集 成芯片进行电路设计。将CPU的两路CAN总线管脚与通讯接口中的两个CAN总线接口对应 连接，进而通过CAN总线连接络筒机中每台单锭的控制板，实现机头控制器对各台单锭控 制板的集中控制。将CPU的串口连接通讯接口中的串行总线接口，比如RS485或者RS232等串行总线接口，进而通过串行总线实现机头控制器与上位PC机的连接通讯。对于机头控制板上各功能模块所需的工作电源，可以利用机头控制板上的电源接 口从外围开关电源获取。比如将开关电源输出的+5V、+12V等直流电源通过电源接口引入 到机头控制板上，分别传输至驱动电路的供电端子VCC上和CPU的供电管脚VDD上，为驱动 电路和CPU提供其所需的工作电源。图3为所述机头控制板的管脚定义图，其中，JTl和JT2部分为通讯接口部分，分 别表示一路串行总线接口和两路CAN总线接口 JP3部分为电源接口部分；P01、P02为输出 接口部分；P11、P12为输出接口部分。为了抑制电磁干扰，在本实施例的机头控制板外部加装屏蔽罩，并安装于络筒机 机头的主配电盘上，以方便维修和接线。选择可靠的接插件进行机头控制板与所控部件的 电气连接，以实现机头控制器对所有电气部件的逻辑控制和相应故障的自我诊断。本实用新型的机头控制器将传统机头控制板板间的外部处理转换为板内的内部 处理，结构更加简单，布局更加优化，系统运行可靠性高，方便了设备的安装与维护。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换， 也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种自动络筒机机头控制器，包括CPU和驱动电路；其特征在于所述CPU和驱动电路设置于同一块电路板上，在所述电路板上设置有用于与外围器件相连接的输入接口和输出接口，以及用于与上位机和单锭控制板连接通信的通讯接口；其中，所述输入接口连接CPU的信号输入管脚；CPU的信号输出管脚连接驱动电路，并通过驱动电路连接所述电路板的输出接口；CPU的总线管脚连接所述电路板的通讯接口。
2.根据权利要求1所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于在所述电路板上还设 置有用于与开关电源相连接的电源接口，所述电源接口与CPU的供电管脚和驱动电路的供 电端子相连接。
3.根据权利要求2所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于在所述通讯接口中包 括CAN总线接口和RS485串行总线接口。
4.根据权利要求3所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于所述CAN总线接口包 括两路，分别与CPU的两路CAN总线管脚对应连接。
5.根据权利要求3所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于所述RS485串行总线 接口与CPU的串口相连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于在所述 电路板的外围加装有屏蔽罩。
7.根据权利要求6所述的自动络筒机机头控制器，其特征在于所述机头控制器安装 于络筒机机头的主配电盘上。
专利摘要本实用新型公开了一种自动络筒机机头控制器，包括CPU和驱动电路；所述CPU和驱动电路设置于同一块电路板上，在所述电路板上设置有用于与外围器件相连接的输入接口和输出接口，以及用于与上位机和单锭控制板连接通信的通讯接口；其中，所述输入接口连接CPU的信号输入管脚；CPU的信号输出管脚连接驱动电路，并通过驱动电路连接所述电路板的输出接口；CPU的总线管脚连接所述电路板的通讯接口。本实用新型的自动络筒机机头控制器将现有机头控制器中I/O板的接口功能、CPU板的信息处理功能以及通讯板的总线通信功能集成在一块功能板上，并对板上的电子线路进行优化布局，从而减少了板间信号的转接环节，使硬件结构更加简单紧凑。
文档编号G05B19/418GK201707598SQ20102023634
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者刘瑛, 岳军, 欧立生, 邱建利, 闫杭, 颜贻真 申请人:青岛宏大纺织机械有限责任公司