织机的故障保护电路及织机的故障保护装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及织机领域，特别涉及一种织机的故障保护电路及织机的故障保护装置。


背景技术：

[0002]
织机的带电辅件作为整个织机的最终执行机构，其工作状态需要实时监控，以便系统稳定的运转。具体而言，当织机的带电辅件发生故障时，系统应能及时检测到故障并及时切断控制信号，以保护带电辅件的驱动电路不受损坏。
[0003]
但是，由于织机的带电辅件数量多，种类杂，因此，目前的电控系统一般仅对织机中主要的带电辅件(比如夹纱器、转向阀等)做故障保护，那么，当次要的带电辅件出现故障时，会损坏单板器件，增加系统的维护成本。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型提供一种织机的故障保护电路及织机的故障保护装置，旨在实现对织机的带电辅件进行故障检测和故障保护，以降低系统的维护成本。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型提供一种织机的故障保护电路，包括参考信号输入端、控制器、电流采样电路、比较电路、信号触发电路、并行输入串行输出电路和开关电路；
[0006]
所述电流采样电路的输入端与织机的辅件模块连接，所述电流采样电路的输出端与所述比较电路的第一输入端连接；
[0007]
所述比较电路的第二输入端所述参考信号输入端连接，所述比较电路的输出端与所述信号触发电路的触发端连接，所述比较电路的输出端与所述信号触发电路的输入端连接；
[0008]
所述信号触发电路的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述信号触发电路的输出端与所述并行输入串行输出电路的一输入端连接，所述并行输入串行输出电路的输出端与所述控制器的输入端连接；
[0009]
所述控制器的第一输出端与所述开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端与所述辅件模块连接；所述控制器的第二输出端与所述信号触发电路的复位端连接。
[0010]
可选的，所述信号触发电路包括第一反相器和触发器；
[0011]
所述触发器的数据输入端为所述信号触发电路的输入端，所述触发器的数据输出端为所述信号触发电路的输出端，所述触发器的复位端为所述信号触发电路的复位端；
[0012]
所述第一反相器的输入端为所述信号触发电路的触发端，所述第一反相器的输出端与所述触发器的时钟信号输入端连接。
[0013]
可选的，所述开关电路包括第二反相器和三态缓冲器；
[0014]
所述第二反相器的输入端为所述开关电路的受控端，所述第二反相器的输出端与所述三态缓冲器的使能端连接；
[0015]
所述三态缓冲器的输入端为所述开关电路的输入端，所述三态缓冲器的输出端为
所述开关电路的输出端。
[0016]
可选的，所述并行输入串行输出电路通过一串行外设接口与所述控制器连接。
[0017]
可选的，所述并行输入串行输出电路包括并入串出移位寄存器。
[0018]
可选的，所述织机的故障保护电路还包括报警模块；
[0019]
所述报警模块的输入端与所述控制器的第三输出端连接。
[0020]
可选的，所述报警模块包括显示模块；
[0021]
所述显示模块的输入端与所述控制器的第三输出端连接。
[0022]
可选的，所述报警模块包括蜂鸣器；
[0023]
所述蜂鸣器的输入端与所述控制器的第三输出端连接。
[0024]
可选的，所述织机的故障保护电路还包括参考信号产生电路；
[0025]
所述参考信号产生电路的输出端为所述参考信号输入端。
[0026]
为实现上述目的，本实用新型还提供一种织机的故障保护装置，所述织机的故障保护装置包括如上任一项所述的织机的故障保护电路。
[0027]
本实用新型的技术方案，通过电流采样电路采样辅件模块中的带电辅件的电流并传输至比较电路，在带电辅件出现故障时，比较电路输出表征带电辅件故障的电信号至信号触发电路，而信号触发电路将比较电路输出的、表征带电辅件故障的电信号进行状态锁存的同时控制开关电路截止，以切断辅件模块的控制信号，使带电辅件停止运行；与此同时，信号触发电路将比较电路输出的、表征带电辅件故障的电信号经并行输入串行输出电路反馈至控制器，控制器停止输出该辅件模块的控制信号，直至故障解除。如此设置，能够在表征带电辅件故障的电信号反馈至控制器之前使辅件模块中的带电辅件停止运行，摆脱带电辅件故障保护对控制器的依赖性，也避免信号传输的延时性导致带电辅件得不到及时的保护，规避带电辅件漏保护的风险。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029]
图1为本实用新型织机的故障保护电路一实施例的结构框图；
[0030]
图2为图1中信号触发电路一实施例的结构框图；
[0031]
图3为图1中开关电路一实施例的结构框图；
[0032]
图4为本实用新型织机的故障保护电路另一实施例的结构框图；
[0033]
图5为本实用新型织机的故障保护电路又一实施例的结构框图。
[0034]
附图标号说明：
[0035][0036][0037]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0041]
图1为本实用新型织机的故障保护电路一实施例的结构框图。
[0042]
参照图1，该织机的故障保护电路包括控制器70、电流采样电路20、比较电路30、信号触发电路40、并行输入串行输出电路60和开关电路50；其中，
[0043]
电流采样电路20的输入端与织机的辅件模块10连接，而电流采样电路20的输出端与比较电路30的第一输入端连接；
[0044]
该比较电路30的第二输入端与一参考信号输入端连接，以接收输入的参考电压信号vref，而比较电路30的输出端与信号触发电路40的触发端连接，且比较电路30的输出端与信号触发电路40的输入端连接；
[0045]
该信号触发电路40的输出端与开关电路50的受控端连接，且信号触发电路40的输出端与该并行输入串行输出电路60的其中一个输入端连接，而并行输入串行输出电路60的输出端与控制器70的输入端连接；
[0046]
该控制器70的第一输出端与开关电路50的输入端连接，而开关电路50的输出端与织机的辅件模块10连接；而控制器70的第二输出端与信号触发电路40的复位端连接。
[0047]
由于目前的电控系统一般仅对织机中主要的带电辅件(比如夹纱器、转向阀等)做
故障保护，而次要的带电辅件只做驱动，不做保护，如此一来，由于次要的带电辅件没有做故障保护，那么，当次要的带电辅件短路或者过流时，会损坏单板器件，增加系统的维护成本。为了解决上述问题，本实施例中，针对织机中的非主要带电辅件，即织机的次要带电辅件进行故障检测及故障保护。其中，该织机的辅件模块10包括织机的次要带电辅件和该次要带电辅件的驱动模块，该驱动模块用于驱动该次要的带电辅件运行。在其他实施例中，该辅件模块10也可以包括织机的主要带电辅件和该主要带电辅件的驱动模块，此处可根据实际需要选择。
[0048]
该电流采样电路20，可以采用专门的电流采样工具或者电阻采样电路实现，该电流采样电路20，用于采样辅件模块10中带电辅件的电流。
[0049]
该比较电路30，可以是比较器，该比较电路30具有以下特性：若比较电路30的第一输入端的电压信号的值大于其第二输入端的参考电压信号的值，比较电路30输出第一电平的电信号；若比较电路30的第一输入端的电压信号的值小于其第二输入端的参考电压信号的值，比较电路30输出第二电平的电信号，其中，该第一电平和第二电平为相反电平。
[0050]
该信号触发电路40，可以由反相器和触发器构成。该信号触发电路40，用于在辅件模块10中的带电辅件短路或者过流时，将比较电路30输出的表征带电辅件故障的电信号进行状态锁存，并控制开关电路50截止来切断辅件模块10的控制信号。
[0051]
该开关电路50，可以由各种晶体管组成的电路实现，也可以由反相器与三态缓冲器组成的电路实现。该开关电路50，具有导通和截止两种状态。
[0052]
该并行输入串行输出电路60，可选为并入串出移位寄存器，例如八位并入串出移位寄存器，该并行输入串行输出电路60具有多个输入端，其中，在并行输入串行输出电路60的各个输入端均有数据输入时，该并行输入串行输出电路60能够将输入的并行数据以串行格式输出，以节约控制器70的io口资源。
[0053]
该控制器70，可以是单片机、dsp、fpga等微处理器。
[0054]
该织机的故障保护电路的工作原理如下：通过电流采样电路20采样辅件模块10中带电辅件的电流，并将所采样的电流信号转为电压信号后输入至比较电路20的第一输入端；而比较电路20的第二输入端接收经参考信号输入端输入的参考电压信号vref，该参考电压信号vref的大小可以根据带电辅件的短路保护值或者过流保护值设置。若比较电路30的第一输入端的电压信号的值小于其第二输入端的参考电压信号的值，说明辅件模块10中的带电辅件没有出现故障，该情况下，比较电路30输出第二电平的电信号至信号触发电路40的输入端以及信号触发电路40的触发端。信号触发电路40将该第二电平的电信号经并行输入串行输出电路60反馈至控制器70。
[0055]
若比较电路30的第一输入端的电压信号的值大于其第二输入端的参考电压信号的值，说明辅件模块10中的带电辅件故障，例如出现了过流或者短路的现象，该情况下，比较电路30输出电平反转，即比较电路30输出第一电平的电信号至信号触发电路40的输入端以及信号触发电路40的触发端。信号触发电路40在第一电平的触发作用下，将该第一电平的电信号进行状态锁存，同时输出第一电平的电信号至开关电路50的受控端，以控制开关电路50截止，使控制器70所输出的控制信号无法传递至辅件模块10中的驱动模块，驱动模块则无法依据控制器70的控制信号驱动带电辅件运行，从而使得带电辅件停止运行。也就是说，在表征带电辅件故障的第一电平的电信号反馈至控制器70之前，通过信号触发电路
40先控制开关电路50截止，来切断辅件模块10的控制信号，使辅件模块10中的驱动模块停止驱动带电辅件运行，如此设置，在带电辅件故障时能够快速切断带电辅件的控制信号，使带电辅件停止运行，其反应速度快，可靠性高，从而实现“硬件先封波，软件再报故”的技术效果。
[0056]
与此同时，信号触发电路40将锁存的第一电平的电信号传输给并行输入串行输出电路60。而控制器70通过一串行外设接口spi扫描到并行输入串行输出电路60中存在表征带电辅件故障的第一电平时，控制器70停止输出该辅件模块10的控制信号，直至故障解除。
[0057]
在实际应用中，当存在多个带电辅件需要进行故障检测和故障保护时，可将每一个需要进行故障检测和故障保护的带电辅件按照上述连接关系与一电流采样电路、一比较电路、一开关电路以及一信号触发电路连接，再将每个需要进行故障检测和故障保护的带电辅件的信号触发电路的输出端与该并行输入串行输出电路60的对应输入端连接，如此设置，使得该织机的故障保护电路可以同时对多个带电辅件进行短路检测和短路保护，且可将多个带电辅件的状态反馈至控制器70，从而可以有效节约控制器70的io口资源。并且，由于表征带电辅件故障与否的数据是依序串行输入至控制器70，因此，控制器70可以根据输入的串行数据来准确定位出现故障的带电辅件，例如，设定有8个带电辅件进行短路检测和短路保护，若各个带电辅件均无故障，那么，并行输入串行输出电路60输出至控制器70的数据为00000000；若并行输入串行输出电路60输出至控制器70的数据为1000 0000，控制器70则据此定位与并行输入串行输出电路60的第一个输入端所对应的带电辅件故障，需要切断该带电辅件的控制信号，直至故障解除。
[0058]
当带电辅件的故障解除后，例如在更换带电辅件后，控制器70输出复位信号至信号触发电路40的复位端，信号触发电路60复位，电路恢复正常运行状态。
[0059]
本实用新型的技术方案，通过电流采样电路20采样辅件模块10中的带电辅件的电流并传输至比较电路30，在带电辅件出现故障时，比较电路30输出表征带电辅件故障的电信号至信号触发电路40，而信号触发电路40将比较电路30输出的、表征带电辅件故障的电信号进行状态锁存的同时控制开关电路50截止，以切断辅件模块10的控制信号，使带电辅件停止运行；随后，信号触发电路40将比较电路30输出的、表征带电辅件故障的电信号经并行输入串行输出电路60反馈至控制器70，控制器70停止输出该辅件模块的控制信号，直至故障解除。如此设置，能够在表征带电辅件故障的电信号反馈至控制器70之前使辅件模块10中的带电辅件停止运行，摆脱带电辅件故障保护对控制器70的依赖性，也避免信号传输的延时性导致带电辅件得不到及时的保护，规避带电辅件漏保护的风险。并且，占空控制器70的一个io口即可将多个带电辅件的状态反馈至控制器70，从而可以有效节约控制器70的io口资源。
[0060]
可选的，参照图2，在一实施例中，该信号触发电路40包括第一反相器401和触发器402；
[0061]
该触发器402的数据输入端d为信号触发电路402的输入端，该触发器402的数据输出端q为该信号触发电路40的输出端，该触发器402的复位端r为信号触发电路40的复位端；而第一反相器401的输入端为信号触发电路40的触发端，而第一反相器401的输出端与触发器402的时钟信号输入端c连接。
[0062]
该信号触发电路40的工作原理如下：若辅件模块10中的带电辅件没有出现故障，
例如没有出现短路或者过流现象，那么，比较电路30输出第二电平的电信号至触发器402的数据输入端以及第一反相器401的输入端，该第二电平的电信号经第一反相器401反相处理后输出第一电平的电信号至触发器402的触发端。此时，触发器402将该第二电平的电信号传输给开关电路50的受控端，开关电路50维持导通状态。与此同时，触发器402将该第二电平的电信号经并行输入串行输出电路60传输给控制器70。
[0063]
若辅件模块10中的带电辅件故障，那么，比较电路30输出第一电平的电信号至触发器402的数据输入端以及第一反相器401的输入端，该第一电平的电信号经第一反相器401反相处理后，输出第二电平的电信号至触发器402的触发端，该第二电平的电信号能够触发触发器402将该第一电平的电信号进行状态锁存。同时，触发器402将该第一电平的电信号传输至开关电路50的受控端，以控制开关电路50截止，使控制器70所输出的控制信号无法传递至辅件模块10中的驱动模块，驱动模块则无法依据控制器70的控制信号驱动带电辅件，从而使得带电辅件停止运行。与此同时，触发器402将状态锁存的第一电平的电信号传输给并行输入串行输出电路60。而控制器70通过一串行外设接口spi扫描到并行输入串行输出电路60中的表征带电辅件故障的第一电平时，控制器70停止输出该故障带电辅件的控制信号，直至故障解除。
[0064]
在故障解除后，控制器70输出复位信号至触发器402的复位端r，以复位触发器402，使电路各个模块恢复正常运行状态。
[0065]
可选的，参照图3，在一实施例中，该开关电路50包括第二反相器501和三态缓冲器502；该第二反相器501的输入端为开关电路50的受控端，而第二反相器501的输出端与三态缓冲器502的使能端连接；该三态缓冲器502的输入端为该开关电路50的输入端，而三态缓冲器502的输出端为该开关电路50的输出端。
[0066]
该开关电路50的工作原理如下：若辅件模块10中的带电辅件没有出现故障，例如没有出现短路或者过流现象，那么，信号触发电路40输出第二电平的电信号给第二反相器501，第二反相器501将该第二电平的电信号反相处理后输出无效的第一电平的电信号至三态缓冲器502的使能端，三态缓冲器502维持导通状态，使得控制器70输出的控制信号可以经三态缓冲器502传递至辅件模块10。
[0067]
若辅件模块10中的带电辅件故障，那么，信号触发电路40输出第一电平的电信号至第二反相器501，第二反相器501将该第一电平的电信号反相处理后输出有效的第二电平的电信号至三态缓冲器502的使能端，此时，三态缓冲器502的使能端有效，三态缓冲器502由导通状态切换为截止状态，使得控制器70输出的控制信号无法经三态缓冲器502传递至辅件模块10，辅件模块10中的驱动模块停止驱动带电辅件运行。
[0068]
可选的，参照图4，在一实施例中，该织机的故障保护电路还包括报警模块80；该报警模块80的输入端与控制器70的第三输出端连接。
[0069]
该报警模块80，可以是能够进行人机交互的显示装置，也可以是蜂鸣器、led灯等。
[0070]
该报警模块80，用于在带电辅件故障时，向用户发出报警提示，以提醒用户及时处理，例如，通过显示装置弹窗提示用户；或者通过led灯闪烁或者蜂鸣器鸣响来提醒用户。
[0071]
可选的，参照图5，在一实施例中，织机的故障保护电路还包括参考信号产生电路90；该参考信号产生电路90的输出端为该参考信号输入端，即参考信号产生电路90的输出端与比较电路30的第二输入端连接。
[0072]
该参考信号产生电路90，用于为比较电路30的第二输入端提供一参考电压信号，而参考电压产生电路90所输出的参考电压信号的值可以根据需要进行故障保护的带电辅件的短路保护值或者过流保护值设置。
[0073]
本实用新型还提供一种织机的故障保护装置，该织机的故障保护装置包括如上所述的织机的故障保护电路。该织机的故障保护电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型的织机的故障保护装置中使用了上述织机的故障保护电路，因此，本实用新型织机的故障保护装置的实施例包括上述织机的故障保护电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
[0074]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。