平割高低圈绒簇绒机控制系统的研究与开发
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摘要
当前,电脑提花簇绒机的使用越来越多,相对于传统的簇绒机,它既可大大减少传统印花工艺所带来的环境污染,同时所制作的地毯产品质量明显提高。限于控制系统的缺乏,国内企业所使用的电脑提花簇绒机,基本上从国外进口,不仅价格昂贵,而且维修不便,严重制约了地毯企业的市场竞争能力。为此,论文进行了平割高低圈绒簇绒机控制系统的研究与开发,论文研究既具有一定的理论意义,又具有较大的实用价值。
首先,论文对平割高低圈绒簇绒控制系统的国内外研究现状进行了综述,阐述了控制系统研发的意义,提出了以工控机为上位机,以单片机为下位机核心,以变频器、PLC为辅件的控制系统方案。在对平割高低圈绒簇绒机机械原理分析的基础上,进行了簇绒机控制系统的总体方案设计,详细分析了上位机软件原理结构、下位机子系统结构以及控制系统的功能。
接着,论文对控制系统开发中的几个关键技术进行了研究。给出了位图文件在上位机中的处理方法以及上下位机之间的通信处理机制,进行了控制系统的下位机电路板硬件设计,分析了下位机系统在运行过程中遇到的干扰问题,并提出了相应的可靠性设计方法。
最后,进行了平割高低圈绒簇绒机控制系统各个部分的连接设计,并与机械本体部分一起进行了联机调试,调试表明:所研发的控制系统各项指标均达到设计标准。
目前,配备该控制系统的簇绒机已实际用于某地毯生产企业,系统运行正常。系统的成功开发,对开发其它类型簇绒机控制系统有借鉴作用,并可有效提升我国地毯企业的装备技术水平。
Computer Control Tufting Machine (CCTM) is currently used in textile industry more and more popularly. Compared with traditional tufting machine, CCTM reduce pollution and produces higher quality carpet mate. For lacking of CCTM control system, many CCTMs have to be imported with high price and potential maintenance inconvenience. This greatly restricts the market competency of domestic textile factories. For that, this paper presents the research and development of Level Cut and High-Low-Loop Pile Tufting Machine Control System (LCHLTMCS). This research may have not only theory significance but also practicality value.
Firstly, this paper summarizes the status quo of LCHLTMCS at home and abroad and expatiates the importance of researching and developing LCHLTMCS. After that, the blue print of control system is put forward. In the blue print, Industry PC (IPC) acts as upper computer, MCU as a core of lower computer, and transducer and PLC as accessory. Based on the analysis of Level Cut and High-Low-Loop Pile Tufting Machine machinery principle, the blue print of control system is designed. The software architecture, lower computer subsystem and functions of control system are all detailed.
Secondly, some key technologies are studied. The method of bitmap file in upper computer is proposed. Process of communication between upper computer and lower computer is detailed. The kernel PCB design of lower computer system is also presented. Besides, potential interferences for control system and some measurements are discussed.
Finally, this paper presents the control system interconnection and the test of control system assembled on tufting machine. The test results make clear that the control system reach the target of design.
At present, tufting machine (TM) with the control system has successfully run in some carpet factory. The development and research of LCHLTMCS may have reference value to develop other similar system and improve the level of equipment technology in domestic carpet factories.
首先,论文对平割高低圈绒簇绒控制系统的国内外研究现状进行了综述,阐述了控制系统研发的意义,提出了以工控机为上位机,以单片机为下位机核心,以变频器、PLC为辅件的控制系统方案。在对平割高低圈绒簇绒机机械原理分析的基础上,进行了簇绒机控制系统的总体方案设计,详细分析了上位机软件原理结构、下位机子系统结构以及控制系统的功能。
接着,论文对控制系统开发中的几个关键技术进行了研究。给出了位图文件在上位机中的处理方法以及上下位机之间的通信处理机制,进行了控制系统的下位机电路板硬件设计,分析了下位机系统在运行过程中遇到的干扰问题,并提出了相应的可靠性设计方法。
最后,进行了平割高低圈绒簇绒机控制系统各个部分的连接设计,并与机械本体部分一起进行了联机调试,调试表明:所研发的控制系统各项指标均达到设计标准。
目前,配备该控制系统的簇绒机已实际用于某地毯生产企业,系统运行正常。系统的成功开发,对开发其它类型簇绒机控制系统有借鉴作用,并可有效提升我国地毯企业的装备技术水平。
Computer Control Tufting Machine (CCTM) is currently used in textile industry more and more popularly. Compared with traditional tufting machine, CCTM reduce pollution and produces higher quality carpet mate. For lacking of CCTM control system, many CCTMs have to be imported with high price and potential maintenance inconvenience. This greatly restricts the market competency of domestic textile factories. For that, this paper presents the research and development of Level Cut and High-Low-Loop Pile Tufting Machine Control System (LCHLTMCS). This research may have not only theory significance but also practicality value.
Firstly, this paper summarizes the status quo of LCHLTMCS at home and abroad and expatiates the importance of researching and developing LCHLTMCS. After that, the blue print of control system is put forward. In the blue print, Industry PC (IPC) acts as upper computer, MCU as a core of lower computer, and transducer and PLC as accessory. Based on the analysis of Level Cut and High-Low-Loop Pile Tufting Machine machinery principle, the blue print of control system is designed. The software architecture, lower computer subsystem and functions of control system are all detailed.
Secondly, some key technologies are studied. The method of bitmap file in upper computer is proposed. Process of communication between upper computer and lower computer is detailed. The kernel PCB design of lower computer system is also presented. Besides, potential interferences for control system and some measurements are discussed.
Finally, this paper presents the control system interconnection and the test of control system assembled on tufting machine. The test results make clear that the control system reach the target of design.
At present, tufting machine (TM) with the control system has successfully run in some carpet factory. The development and research of LCHLTMCS may have reference value to develop other similar system and improve the level of equipment technology in domestic carpet factories.
引文
[1] 刘欢胜.簇绒地毯技术的发展现状.北京纺织 2002 年 23 卷第 3 期 7～11
[2] http://www.china.org.cn/chinese/huanjing/1156181.htm
[3] 沈 日 炯 . 染 料 产 品 中 有 害 物 质 及 其 产 生 原 因 和 检 测 方法.http://www.cnzjqi.com/new/info/show_news.html?newsid=3557,2004 年
[4] Demey,ST.集灵活性和生产率于一体的新型地毯织机.国际纺织导报 2000(1)40～46
[5] 蔡春伟,张动亮,任秀云,杨晓峰 簇绒机电脑控制系统.工业控制计算机 2003 年 16卷第 12 期 24～25
[6] http://www.cobble.co.uk/chinese.html
[7] http://www.tuftco.com
[8] 五龙控股有限公司.平割高低圈绒簇绒机设计任务书 2004 年
[9] 罗先文,张颖淳等.软件工程.重庆:重庆大学出版社,2004 年
[10] 史济民等.软件工程原理、方法与应用.北京:高等教育出版社,1998 年
[11] 李亚洲.簇绒机控制系统中上位机嵌入式系统关键技术的研究.重庆大学硕士学位论文
[12] 李现勇.Visual C++串口通信技术与工程实践.北京:人民邮电出版社,2002 年
[13] 冯景之.微型计算机控制.成都:西南交通大学出版社,1996 年
[14] 张松春等.电子控制设备抗干扰技术及应用.北京:机械工业出版社,1989 年
[15] 李仁定.电机的微机控制.北京:机械工业出版社,1999 年
[16] P89V51RB2/RC2/RD2.PHILIPS Semiconductors 公司,2004 年
[17] Kazuki Mizutani, Kazumichi Kato, Takayoshi Fujii.Vibration control for an overhung roller in textile machine considering the stiffness of control device stand, Journal of Sound and Vibration 269 (2004) 765–780.
[18] J.Y. Zhao, I.W. Linnett, L.J. Mclean, Unbalance response of a flexible rotor supported by a squeeze filmdam per, Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, Journal of Vibration and Acoustics 120 (1998) 32–38.
[19] 变频器 VFD-B 使用手册.中达电通股份有限公司
[20] Sycotex Jacquard Networking.http://www.barco.com
[21] http://www.vi-vi.com/english/e-cyber.asp
[22] 吕凤军.数字图像处理编程入门.北京:清华大学出版社,1999 年
[23] 常用图片格式介绍.http://zawen.blogchina.com/blog/article_143367.936324.html
[24] GUI 原理-色彩王国.http://www.chinaui.com
[25] Christopher E.Strangio . The RS232 Standard (A Tutorial with Dignal Names and Definitions) .CAMI Research Inc.,Lexington,Massachusetts
[26] 袁冬梅.一种步进电机控制驱动器的研究及其应用实例.重庆大学硕士学位论文
[27] 唐家兵.皮革削匀机多功能数控系统的研究与开发.重庆大学硕士学位论文
[28] 张宇河等.计算机控制系统.北京:北京理工大学出版社,1996 年
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[60] 谭浩强.C 程序设计.北京:清华大学出版社,1991 年
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