摘 要： 介紹了STC89C52單片機的特點及梭式織布機控制器的設(shè)計思想,，對產(chǎn)品進行了初步試驗,，實現(xiàn)了梭式織布機控制過程自動化，達到了提高織品質(zhì)量和工作效率的目的,。
關(guān)鍵詞： 單片機,；經(jīng)線斷；緯線斷,；尋定位停車
現(xiàn)在使用的有梭織布機是20世紀(jì)中期的產(chǎn)品,，因其可靠性高、運行成本低和適應(yīng)紗線范圍寬等特點,，目前仍是國內(nèi)中小型紡織廠的主力機型,，市場占有率很高。有梭織布機存在學(xué)徒期長,、產(chǎn)品品質(zhì)低和工人勞動強度大的問題,，使其成為企業(yè)挖潛改造的對象。如出現(xiàn)經(jīng),、緯線斷時,，因慣性的作用，機器停電后,，由人工進行剎車,，一般仍空轉(zhuǎn)數(shù)周。一是造成布面經(jīng),、緯線的稀疏不勻,，影響質(zhì)量；二則需人工撥動手輪才能找準(zhǔn)接線位置,，勞動強度大,，效率低。受企業(yè)和有關(guān)部門的委托,，結(jié)合有梭織布機的特點,，參考進口箭桿織布機和噴氣織布機控制系統(tǒng)的一些成熟經(jīng)驗，開發(fā)了以STC89C52為核心的有梭織布機控制器,。經(jīng)實際運行,，實現(xiàn)了有故障自動剎車及尋定位停車等功能，達到了提升產(chǎn)品質(zhì)量和提高效率的目的,。
1 工作原理
系統(tǒng)以STC89C52為控制核心,，由電源、設(shè)置按鍵,、控制按鍵,、顯示、控制輸出,、信號輸入和編碼盤等部分組成,。結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,。
編碼盤裝有兩組磁鋼與曲軸同步運轉(zhuǎn)，通過兩只霍爾傳感器為控制器提供兩個重要的曲軸轉(zhuǎn)角位置信號：A點平車位（平車位曲軸90°）,，處理經(jīng)線斷故障最佳位置,，但不宜開車；B點后心位（后心位曲軸0°）,，是處理斷緯線故障和投梭的最佳位置,。因此，當(dāng)發(fā)生經(jīng)線斷故障時,，通過控制系統(tǒng)使曲軸準(zhǔn)確停在A點,。因A點開車極宜夾梭，處理完故障后按開車時系統(tǒng)自動反轉(zhuǎn)90°,，準(zhǔn)確返回B點,。若發(fā)生緯線斷故障，機器將停在曲軸轉(zhuǎn)角B點上,，處理完畢后,，按開車則機器正常運行。
當(dāng)出現(xiàn)經(jīng)線斷或緯線斷時,，機器能夠及時停機并自動剎車,，通過尋定位功能，準(zhǔn)確停在最佳的處理故障位置,，有利于故障的快速處置并實現(xiàn)開車無痕；開車時,，自動選擇有利于投梭的位置再行開車,，避免開車夾梭故障。
參數(shù)設(shè)置功能由按鍵和LED顯示單元構(gòu)成,。通過修改參數(shù),，使產(chǎn)品適用不同機型、不同年代的各種有梭織布機,。設(shè)置參數(shù)有反車延時,、經(jīng)斷延時、緯斷延時和單梭延時等,。
2 硬件電路設(shè)計
2．1系統(tǒng)控制器STC89C52
STC89C52是一款新型高性能兼容MS51的單片機,。具有高抗靜電、寬電壓,、適應(yīng)溫度范圍寬的優(yōu)點,，其內(nèi)部集成有看門狗、電源監(jiān)控,、EEPROM,、時鐘增益控制和6機器周期控制電路,，這些特色電路有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。
2．2 輸入電路
經(jīng)光電隔離的共有10路信號輸入,，分別為3路霍爾傳感器,、1路斷經(jīng)信號、1路斷緯信號和5路控制按鈕,。為提高系統(tǒng)的抗干擾性能,，在輸入電路中，采用了高速光耦隔離和輸入濾波等技術(shù),，確保系統(tǒng)的可靠性,。傳感器輸入電路如圖2所示，控制信號輸入與此電路相同,。
2．4 制動控制
幅面從75 cm~320 cm的有梭織布機,，配套0.8 kW~1.5 kW的三相電機驅(qū)動，屬小功率電機,，采用AC380單相整流能耗制動方式,。實踐證明，制動控制線路簡單,，效果很好,，但要嚴(yán)格控制制動時間。電路如圖4所示,。
剎車時交流接觸器J1,、J2均斷開，J3吸合,；A相經(jīng)VD4是整流,，加到電機，實施制動,；VD3是保護二極管,；R1、R2是限流電阻,。
3 軟件設(shè)計
軟件系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu),，由Keil C51 V7.0編譯。主程序框圖如圖5所示,。
由于工作現(xiàn)場電磁干擾較為復(fù)雜,，抗干擾設(shè)計是系統(tǒng)的重點。首先對程序運行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行了備份,，啟用了看門狗功能,，當(dāng)程序發(fā)生異常而使看門狗電路復(fù)位時，系統(tǒng)調(diào)用備份數(shù)據(jù)而不用重新全面初始化,。其次,，在程序的空閑空間和關(guān)鍵入口處設(shè)置了陷阱程序,，當(dāng)程序運行受到干擾時，確保程序指針及時,、快速返回指定位置,。另外，在主程序運行過程中設(shè)置了多處標(biāo)志位,，監(jiān)控程序隨時根據(jù)標(biāo)志位的變化,，分析主程序運行是否正常，發(fā)現(xiàn)運行異常時及時修正,。
有梭織機設(shè)計完成后,，應(yīng)用于僅有160臺織機的工廠中，經(jīng)實際測試,，尋定位停車誤差小于5°,，開車布面無痕跡，機器狀態(tài)調(diào)整自動化,，運行狀況良好,。主要問題是剎車整流二極管易壞，能耗制動造成電機溫度升高,，需要改進,。