专利名称：有梭织机自控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有梭织机自控装置。
中国专利ZL95207493.1公开了一种“织机定长定位停车自控装置”，它由计数电路、定长设置电路、比较电路、输出执行电路、以及定位停车电路组成。计数电路由计数传感器电路、计数编码电路、译码驱动电路和显示电路组成；定长设置电路由振荡电路、预置数电路、译码驱动电路和显示电路组成，定位停车电路由计数传感器电路、单稳态电路和输出执行电路组成。上述装置的缺点是技术落后，功能较少，不利于推广应用。
本实用新型的目的是针对上述现有技术中的缺点，而提供一种功能齐全、操作使用简便、能大大提高有梭织机自动化程度的有梭织机自控装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种有梭织机自控装置，其特征在于它包括有单片机及其外围电路、计数电路、预置电路、停车监测电路、开关控制电路、定位制动电路、电机运行电路和显示电路组成，计数电路的输出接单片机的输入口，预置电路和停车监测电路通过输入输出扩展口接单片机的输入输出口，单片机的输出分别接开关控制电路、定位制动电路和显示电路的输入端，开关控制电路和定位制动电路的输出分别控制电机运行电路，电机运行电路的输出接织机电机。
它还包括有电机保护电路，电机保护电路的输入端通过互感器接电机的任一相电源线，电机保护电路的输出通过输入输出扩展口接单片机。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型的原理框图。
图2为电机运行、控制电路原理图。
图3为单片机用户板图。
图4为单片机及其外围电路原理图。
图5为显示电路原理图。
图6为电源电路原理图。
由
图1可知，本实用新型包括有单片机及其外围电路、计数电路、预置电路、停车监测电路、开关控制电路、定位制动电路、电机运行电路和显示电路组成，计数电路的输出接单片机的输入口，预置电路和停车监测电路通过输入输出扩展口接单片机的输入输出口，单片机的输出分别接开关控制电路、定位制动电路和显示电路的输入端，开关控制电路和定位制动电路的输出分别控制电机运行电路，电机运行电路的输出接织机电机。
它还包括有电机保护电路，电机保护电路的输入端通过互感器接电机的任一相电源线，电机保护电路的输出通过输入输出扩展口接单片机。
由图2可知，电机运行电路由空气开关KQKG、双向可控硅TRIAC1-TRIAC3、压敏电阻RV1-RV3组成，TRIAC1-TRIAC3接在KQKG与电机D的电源线之间，RV1-RV3分别与TRIAC1-TRIAC3并联；开关控制电路由开车按钮AN2、关车按钮AN3、点动按钮AN1、双D触发器IC6.1、光电耦合器IC1-IC3、箝位电阻R4.1、R4.2、电阻R1.1-R1.3、三刀双掷开关K1、二极管D5组成，IC6.1的置零端一路通K1.2接IC11的P4口；其另一路通过K1.2、AN3接电源正极，IC6.1的输出一路通过IC2、IC3接地，其另一路通过IC1、D5接地，IC1和IC2的输入端通过AN1、K1.1分别接IC11的P3口和电源正极，IC1-IC3的输出端分别与R1.1-R1.3组成TRIAC1-TRIAC3的触发电路，IC6.1的置位端通过AN2、K1.1分别接P3口和电源正极；定位制动电路由双反向器IC7、双D触发器IC6.2、箝位电阻R4.3、R4.4、电阻R1.4、R1.5、电容C1、二极管D1、D4、电位器RP1、光电耦合器IC4、IC5、可控硅SCR1、SCR2、压敏电阻RV4组成，SCR1与TRIAC1并联，D1与TRIAC3并联，D1的阴极接KQKG,SCR2的阴极与SCR1的阴极相接，SCR2的阳极与D1的阳极相接，IC7的输入端一路通过K1.2接P4口，其另一路通过AN3接电源正极，IC7的输出接IC6.2的量位端，IC6.2的输出端一路通过IC4、IC5接地，其另一路通过RP1、C1接地，D4与RP1并联，C1的非地端接IC6.2的置零端，IC4、IC5的输出分别通过R1.5、R1.4接在SCR2和SCR1的触发极和阳极之间，RV4和SCR2并联。
电机保护电路由互感器L、电阻R2、R5.1-R5.3、电位器RP2、二极管D2、D3、电容C2、电压比较器IC8.1、IC8.2、双色发光管LED2、继电器J1组成，互感L的非地端通过D2、C2接地，RP2与C2并联，RP2的动臂分别接IC8.1、IC8.2的一个输入端，D3与C2并联，R5.1-R5.3串联后接在电源正极与地之间，R5.1与R5.2的节点接IC8.1的另一输入端，R5.2与R5.3的节点接IC8.2的另一个输入端，IC8.1、IC8.2的输出端分别接LED2.2、LED2.1的输入端，J1串接在LED2.1和LED2.2的输出端与地之间。
定位制动电路的工作过程为单片机接到停车指令，就从P4口发出停车信号，该信号分为两路，一路触发双D触发器的置零端，使IC6.1输出低电平，三个光电耦合器IC1、IC2、IC3切断了三个双向可控硅TRIAC1、TRIC2、TRIAC3的触发电路，三个双向可控硅过零关断，电机失电；另一路经过IC7两次反相延时，触发双D触发器IC6.2的置位端，使IC6.2输出高电平，该高电平首先使IC4、IC5分别接通过两个单向可控硅SCR1、SCR2的触发电路，当C相电流的正半周到达时，第一个单向可控硅SCR1导通，流过电机的电流，因为流回B相的通路已断，所以只能从A相的和双向可控硅TRIAC3并联的二极管D1返回；当A相的正半周到达时，二极管D1截止，无电流流向电机；这时电机线圈在正半周电流截止时产生的自感电势，触发第二个单向可控硅SCR2导通，该线圈的感生电流仍沿原方向流通，从而产生强大的直流电流，经过若干个周期后，电机制动；其次，IC6.2输出的高电平，同时也通过电位器RP1为电容C1充电，经过一段时间，C1上的电压接近电源电压，触发IC6.2的置零端，使IC6.2的输出转为低电平，切断SCR1和SCR2的触发电路，解除制动。C1也通过二极管D4放电，准备下次制动。根据机种和负载的不同情况，调节电位器RP1，可改变电容C1充电的时间，从而改变制动时间的长短。
电机带动主轴及转盘转动，主轴通过牵手使筘座作往复运动，如果每次停车制动开始的时刻，都从转盘的同一角度开始，就能保证筘座停在同一位置。适当调节转盘与主轴的夹角，就能保证筘座停在任意位置。停车按钮按下时，并未开始制动，只有当转盘上的磁铁掠过干簧管时，单片机才发出制动指令，故每次制动都从转盘的同一角度开始，配合调节电位器RP1，必能将筘座精确地定位在某点上。
电机保护电路是这样工作的不管电机发生什么故障，反映在互感器L上，不是电压降低，就是电压升高。通过三个分压电阻R5.1-R5.3和电位器RP2，设定一个电压范围，只要电机运行正常，电压就在这个范围以内，低于这个范围，IC8.2有输出，黄色发光管LED2.1亮；电压高于这个范围，IC8.1有输出，红色发光管LED2.2亮。任一个发光管点亮，继电器J1都会吸合，从而触发单片机报警停车。
在图2中，由降压二极管D6.1、D6.2、D6.3，双色发光管LED1.1、LED1.2和限流电阻R3组成准备就续指示电路，自动运行时，如果没有准备就续，单片机P3口为低电平，绿色发光管LED1.2不亮，红色发光管LED1.1亮，表示不能开车；如果准备就续，P3口变为高电平，红色发光管LED1.1熄灭。绿色发光管LED1.2点亮，表示可以开车。
在手动情况下，绿色发光管LED1.2亮，红色发光管LED1.1不亮，随时可以开车。当手动运行时，只有手动控制的点动、开车和停车制动，没有别的功能。
图3为单片机用户板图，IC11(PS1008)是16脚双列直插芯片的单片机。1脚向开发工具PC机发送数据，2脚从PC接受数据，3脚为低电平复位端，4脚接地，5脚至12脚(P0至P7)是该单片机的输入输出口，13脚接3V至6V直流电源，14脚、15脚接振荡电路，16脚悬空。图3电路为该单片机的基本配置。
由图4可知，单片机及其外围电路由单片机IC11、输入输出扩展口IC9.1、IC9.2、数据存储芯片IC10、电阻R4.5-R4.7、R6.1-R6.8、R8.1-R8.8、R7、R9.1、R9.2、电容C5、二极管D7组成，IC9.1和IC9.2的14脚、15脚分别接IC11的5脚和6脚，IC10的5脚和6脚分别接IC11的6脚和5脚，R9.1、R9.2分别为P0、P1口的箝位电阻，R4.5-R4.7分别为P2-P4口的箝位电阻，R6.1-R6.8和R8.1-R8.8分别为IC9.1和IC9.2的上拉电阻。
计数电路由布长计数按钮AN7.2-AN7.5、干簧管GHG以及装在织机主轴上的转盘组成，转盘上装有磁铁，磁铁与干簧管GHG相对应，GHG串接在IC11的7脚与电源正极之间，布长计数按钮AN7.6、AN7.2-AN7.5依次接在IC9.2的5-9脚与地之间；预置电路由换算系数预置按钮AN7.6和定长预置按钮AN7.7组成，AN7.6、AN7.7依次接在IC11的10脚、11脚与地之间；停车监测电路由断经停车按钮AN4.1、断纬停车按钮AN4.2、手动停车按钮AN4.3、无梭停车按钮AN4.4、继电器J1的常开触点J1.1、继电器J2的常闭触点J2.1组成，AN4.1-AN4.4依次接在IC9.1的4-7脚与地之间，J1.1与J2.1依次接在IC9.1的11脚、12脚与地之间。
单片机及其外围电路的工作过程为P0、P1口设定为挂接扩展器件的I2C总线接口，R9.1、R9.2是这二个口的箝位电阻，P0是总线的时钟接口(SCL)，P1是总线的数据接口(SDA)，这两个口共挂接了三片器件两片输入输出扩展口IC9.1、IC9.2，一片数据存储芯片IC10。P2口用以接受干簧管GHG送来的计数信号，P3口发送准备就绪允许开车的信号，并接收确认按钮AN5送来的对预置定数的确认，P4口发送制动停车信号。R4.5、R4.6、R4.7是这三个口的箝位电阻，P5口向数码显示器发送显示数据，P6口控制第一组数码管LED6.1-LED6.4的输入和显示，P7口控制第二组数码管LED7.1-LED7.4的输入和显示，14脚向显示驱动器IC12.1、IC12.2输出时钟信号。
两片扩展器的16个输入输出口AN7.1-AN7.8、AN4.1-AN4.6和J1.1、J2.1，通过16个电阻R8.1-R8.8和R6.1-R6.8，上拉至高电平，某个铵钮按下，使该口接地，此数据即被送入单片机，由软件控制进行相应动作。设置的定长和换算系数，各班的织造长度等数据，都通过单片机存入IC10。因为IC9.2的1、2、3脚都接高电平，所以它的编程地址是7，而IC9.1的1脚接地，2、3脚接高电平，故它的编程地址是6。IC10的1、2、3脚都接地，故编程地址是0。单片机将按照这些地址对它们进行访问。
IC9.2的八个按钮AN7.1-AN7.8，只允许停车时使用。其中代表甲、乙、丙、丁四个班的按钮AN7.2-AN7.5，在开车前必须有一个按下，布长计数就计在按下按键的这个班上，并且在织造过程中不得切换。停车时，按下AN7.2-AN7.5这四个钮的任一个或总长钮AN7.1，数码管将显示相应班的布长或总长。按下设置按钮AN7.6或AN7.7，就进入设置换算系数或设置定长的状态，按下铵钮AN5，就是确认了输入的换算系数和定长。插入钥匙，扭动清零开关AN7.8，除设定的换算系数和定长外，所有的数据全部清零。IC9.1的五个按钮AN4.1-AN4.5和电机保护继电器的常开触点J1.1、停电继电器的常闭触点J2.1，如果在开车时按下，那么首先会制动停车，接着显示相应的停车原因和停车次数；如果在停车时按下，则只显示停车次数。按下复位按钮A4.6，全部清零。这些功能都是在软件的控制下实现的。
电网停电时，5V蓄电池只为单片机供电，以便较长时间保存数据。
由图5可知，显示电路由数码管LED6.1-LED6.4、LED7.1-LED7.4、数码管驱动器IC12.1、IC12.2、模拟开关IC15、用作位驱动的反相器IC13.1-IC13.4、IC14.1-IC14.4、电阻R10.1-R10.8、R11.1-R11.8、R12、R13、电容C6.1、C6.2、发光二极管LED3-LED5、反相器IC14.5、IC14.6以及总长按钮AN7.1、布长计数按钮AN7.2-AN7.5组成，IC15的9脚、10脚接IC11的P5口，IC15的12脚、13脚接IC11的P6口，IC15的5脚、6脚接IC11的P7口，IC15的1脚、11脚分别接IC12.1的12脚、5脚，IC15的4脚、8脚分别接IC12.2的12脚、5脚，IC11的14脚分别接IC12.1和IC12.2的13脚，IC12.1的1-4脚、14-17脚分别经限流电阻R10.1-R10.8接LED6.1-LED6.4,IC12.1的11、10、8、7脚分别经IC13.1-IC13.4接LED6.1-LED6.4,IC12.2的1-4脚、14-17脚分别经R11.1-R11.8接LED7.1-LED7.4,IC12.2的7、8、10、11脚分别经IC14.1-IC14.4接LED7.1-LED7.4。
显示电路的工作过程如下从单片机P5口送来的数据有两类一类是长度数据，单位为“米”，经P6口控制IC15分配，送往IC12.1和LED6.1-LED6.4显示。另一类数据是纬纱根数或停车次数，单位为“根”或“次”，经P7口控制IC15切换，送往IC12.2和LED7.1-LED7.4显示。不同名数的转换，由开车信号决定，开车信号经二极管D8触发两个反相器IC14.5、IC14.6，驱动两个发光管LED4、LED5。开车时，进行纬纱计数，高电平触发反相器，使LED4点亮，名数是“根”(图5中G)；停车时，显示停车次数，低电平触发反相器，使LED5点亮，名数是“次”(图5中C)。
四种停车状态指示，用四个数码管LED7.1-LED7.4的小数点电路驱动。用不同的四个数代表不同的四种停车状态，显示停车次数时，连同代表这种停车状态的数一并输入，这样，在显示停车次数的同时，代表这种停车状态的小数点也点亮。用较大的发光管代替小数点发光管，并放在明显的地方。
由图6可知，电源电路由变压器BL、整流桥D11.1-D11.4、三态稳压器IC16、二极管D10、D12.1-D12.3、电容C0、C7、继电器J2组成。由IC16输出的5.7V直流电流，分为三路输出第一路经二极管D12.1送蓄电池VDC浮充，不间断为单片机IC11供电，第二路经二极管D12.2为电机的控制电路不间断供电；第三路经二极管D12.3接入三刀双掷开关K1，投向VZD侧，自动部分得电运行；投向VSD侧，自动部分失电停运，只能手动运行。停电继电器J2的常闭触点J2.1断电闭合，使输入输出扩展口IC9.1的J2.1闭合接地，通知单片机IC11进行保护。
本实用新型的优点如下第一、功能齐全，共有如下十种功能1、布长计数(总长计数、甲、乙、丙、丁四个班分别计数)；2、定长停车； 3、定位停车；4、断经停车；5、断纬停车； 6、无梭停车、7、电机故障停车；8、各种停车分别指示；9、每米纬纱计数；10、停电及故障停车数据保护等。第二、大大提高了有梭织机的自动化程度，改进了织物的质量，提高了有梭织机的效率。第三、安全可靠，使用寿命长。第四、安装方便，操作简便。
权利要求1.一种有梭织机自控装置，其特征在于它包括有单片机及其外围电路、计数电路、预置电路、停车监测电路、开关控制电路、定位制动电路、电机运行电路和显示电路组成，计数电路的输出接单片机的输入口，预置电路和停车监测电路通过输入输出扩展口接单片机的输入输出口，单片机的输出分别接开关控制电路、定位制动电路和显示电路的输入端，开关控制电路和定位制动电路的输出分别控制电机运行电路，电机运行电路的输出接织机电机。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它还包括有电机保护电路，电机保护电路的输入端通过互感器接电机的任一相电源线，电机保护电路的输出通过输入输出扩展口接单片机。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于单片机及其外围电路由单片机IC11、输入输出扩展口IC9.1、IC9.2、数据存储芯片IC10、电阻R4.5-R4.7、R6.1-R6.8、R8.1-R8.8、R7、R9.1、R9.2、电容C5、二极管D7组成，IC9.1和IC9.2的14脚、15脚分别接IC11的5脚和6脚，IC10的5脚和6脚分别接IC11的6脚和5脚，R9.1、R9.2分别为P0、P1口的箝位电阻，R4.5-R4.7分别为P2-P4口的箝位电阻，R6.1-R6.8和R8.1-R8.8分别为IC9.1和IC9.2的上拉电阻。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于计数电路由布长计数按钮AN7.2-AN7.5、干簧管GHG以及装在织机主轴上的转盘组成，转盘上装有磁铁，磁铁与干簧管GHG相对应，GHG串接在IC11的7脚与电源正极之间，布长计数按钮AN7.2-AN7.5依次接在IC9.2的5-9脚与地之间；预置电路由换算系数预置按钮AN7.6和定长预置按钮AN7.7组成，AN7.6、AN7.7依次接在IC11的10脚、11脚与地之间；停车监测电路由断经停车按钮AN4.1、断纬停车按钮AN4.2、手动停车按钮AN4.3、无梭停车按钮AN4.4、继电器J1的常开触点J1.1、继电器J2的常闭触点J2.1组成，AN4.1-AN4.4依次接在IC9.1的4-7脚与地之间，J1.1与J2.1依次接在IC9.1的11脚、12脚与地之间。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于电机运行电路由空气开关KQKG、双向可控硅TRIAC1-TRIAC3、压敏电阻RV1-RV3组成，TRIAC1-TRIAC3接在KQKG与电机D的电源线之间，RV1-RV3分别与TRIAC1-TRIAC3并联；开关控制电路由开车按钮AN2、关车按钮AN3、点动按钮AN1、双D触发器IC6.1、光电耦合器IC1-IC3、箝位电阻R4.1、R4.2、电阻R1.1-R1.3、三刀双掷开关K1、二极管D5组成，IC6.1的置零端一路通K1.2接IC11的P4口；其另一路通过K1.2、AN3接电源正极，IC6.1的输出一路通过IC2、IC3接地，其另一路通过IC1、D5接地，IC1和IC2的输入端通过AN1、K1.1分别接IC11的P3口和电源正极，IC1-IC3的输出端分别与R1.1-R1.3组成TRIAC1-TRIAC3的触发电路，IC6.1的置位端通过AN2、K1.1分别接P3口和电源正极；定位制动电路由双反向器IC7、双D触发器IC6.2、箝位电阻R4.3、R4.4、电阻R1.4、R1.5、电容C1、二极管D1、D4、电位器RP1、光电耦合器IC4、IC5、可控硅SCR1、SCR2、压敏电阻RV4组成，SCR1与TRIAC1并联，D1与TRIAC3并联，D1的阴极接KQKG,SCR2的阴极与SCR1的阴极相接，SCR2的阳极与D1的阳极相接，IC7的输入端一路通过K1.2接P4口，其另一路通过AN3接电源正极，IC7的输出接IC6.2的置位端，IC6.2的输出端一路通过IC4、IC5接地，其另一路通过RP1、C1接地，D4与RP1并联，C1的非地端接IC6.2的置零端，IC4、IC5的输出分别通过R1.5、R1.4接在SCR2和SCR1的触发极和阳极之间，RV4和SCR2并联。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于电机保护电路由互感器L、电阻R2、R5.1-R5.3、电位器RP2、二极管D2、D3、电容C2、电压比较器IC8.1、IC8.2、双色发光管LED2、继电器J1组成，互感L的非地端通过D2、C2接地，RP2与C2并联，RP2的动臂分别接IC8.1、IC8.2的一个输入端，D3与C2并联，R5.1-R5.3串联后接在电源正极与地之间，R5.1与R5.2的节点接IC8.1的另一输入端，R5.2与R5.3的节点接IC8.2的另一个输入端，IC8.1、IC8.2的输出端分别接LED2.2、LED2.1的输入端，J1串接在LED2.1和LED2.2的输出端与地之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于显示电路由数码管LED6.1-LED6.4、LED7.1-LED7.4、数码管驱动器IC12.1、IC12.2、模拟开关IC15、用作位驱动的反相器IC13.1-IC13.4、IC14.1-IC14.4、电阻R10.1-R10.8、R11.1-R11.8、R12、R13、电容C6.1、C6.2、发光二极管LED3-LED5、反相器IC14.5、IC14.6以及总长按钮AN7.1、布长计数按钮AN7.2-AN7.5组成，IC15的9脚、10脚接IC11的P5口，IC15的12脚、13脚接IC11的P6口，IC15的5脚、6脚接IC11的P7口，IC15的1脚、11脚分别接IC12.1的12脚、5脚，IC15的4脚、8脚分别接IC12.2的12脚、5脚，IC11的14脚分别接IC12.1和IC12.2的13脚，IC12.1的1-4脚、14-17脚分别经限流电阻R10.1-R10.8接LED6.1-LED6.4,IC12.1的11、10、8、7脚分别经IC13.1-IC13.4接LED6.1-LED6.4,IC12.2的1-4脚、14-17脚分别经R11.1-R11.8接LED7.1-LED7.4,IC12.2的7、8、10、11脚分别经IC14.1-IC14.4接LED7.1-LED7.4。
专利摘要有梭织机自控装置,它由单片机及其外围电路、计数电路、预置电路、停车监测电路、开关控制电路、定位制动电路、电机运行电路、显示电路和电机保护电路组成。本实用新型的优点是功能齐全、自动化程度高;改进了织物的质量,提高了织机的效率;安全可靠、使用寿命长;安装方便、操作简便。它适用于各种有梭织机。
文档编号D03D45/00GK2317237SQ9725017
公开日1999年5月5日 申请日期1997年11月28日 优先权日1997年11月28日
发明者谢卫国, 张利 申请人:谢卫国