專利名稱：基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于針織機械數控技術領域，尤其是涉及一種圓緯機編織機構控制裝置。
背景技術：
隨著高新技術在圓緯機中的應用，圓緯機呈現出自動化、智能化的發(fā)展方向。目前國內圓緯機生產廠家主要依托于國外的技術，與當今先進技術還存在較大差距，因此發(fā)展國內圓緯機控制系統(tǒng)具有重要意義。為了提高其自動化程度以及控制速度，就需要相應地控制系統(tǒng)的實時性和擴展性，同時保證高可靠性。圓緯機編織機構控制裝置的控制對象主要為氣閥和步進電機氣閥控制單元實現紗嘴氣閥、選針氣閥和三角氣閥的控制；電機控制單元實現密度電機的控制。
發(fā)明內容為了克服現有的緯機編織機構控制裝置的自動化程度較低、實時性和擴展性較差的不足，本實用新型提供一種提高自動化程度、實時性和擴展性良好的基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置。本實用新型為了解決上述技術問題采用的技術方案為一種基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，所述圓緯機編織機構控制裝置包括主控芯片、CAN總線、485總線、用于控制圓緯機編織機構的氣閥的氣閥控制板和用于控制圓緯機編織機構的密度電機的電機控制板，所述主控芯片通過主CAN收發(fā)器與CAN總線連接，所述CAN總線通過從CAN收發(fā)器與氣閥控制板連接；所述主控芯片同時通過主RS485收發(fā)器與485總線連接，所述485總線通過從RS485收發(fā)器與電機控制板連接。進一步，所述從CAN收發(fā)器有兩個，一塊氣閥控制板與沙嘴氣閥連接，另一塊氣閥控制板同時與選針氣閥、三角氣閥連接。所述從RS485收發(fā)器有六個，每塊電機控制板均與密度電機連接。本發(fā)明具有的有益效果是通過采用的ARM設計方案，提高了圓緯編織機構控制系統(tǒng)的自動化程度，通過采用了多總線的架構設計，極大的提高了圓緯編制機構控制系統(tǒng)的實時性能、可靠性和擴展性。

圖1是本發(fā)明基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置原理框圖。圖2a為CAN命令解析框圖，圖2b為RS485命令解析框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。參照圖1和圖2，一種基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，基于ARM群和多總線，該控制裝置控制對象主要為氣閥和電機。氣閥控制單元實現紗嘴氣閥、選針氣閥和三角氣閥的控制；電機控制單元實現密度電機的控制。氣閥控制板通過2路CAN總線與主 控制器進行通信，其中一路CAN總線掛載3塊氣閥控制板，另一路為6塊；6塊密度電機控 制板通過6路RS485總線與主控制器進行通信。每個氣閥控制板包含64路氣閥驅動單元； 每個密度電機驅動板包含6路密度電機驅動單元。他們都接受主控制器的指令來控制相應 的驅動單元。本發(fā)明提供的裝置包括=(I)ARM處理器模塊、(2)RS-485通訊模塊、(3)CAN 通訊模塊、(4)步進電機驅動模塊、(5)氣閥驅動模塊。[0013]本實施例中，采用ST公司基于Cortex M3內核的STM32系列芯片作為系統(tǒng)主控核 心，利用STM32F207和STM32F103構成上下兩層控制架構，有效減少硬件成本，提高產品性 價比。通過對CAN總線和RS485總線多節(jié)點通訊可行性分析，分別提出了圓緯機編織機構 控制系統(tǒng)CAN總線和RS485總線通訊構架。該控制系統(tǒng)以多總線多節(jié)點方式進行各個控制 單元間的數據通信，滿足了圓緯機運行時通信的高實時性與高可靠性要求，完善了圓緯機 的控制功能，充分提高了圓緯機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。[0014]主板采用STM32F207作為主控芯片，該芯片為32位Cortex_M3內核，最高工作頻 率可達120MHz。密度電機板和氣閥控制板都采用另一系列的STM32F103作為控制核心，也 為32位Cortex-M3內核，最高工作頻率可達72MHz。這兩種芯片都集成有UART模塊和CAN 控制器，從而簡化了外圍硬件電路設計，同時高集成度有利于提高系統(tǒng)的實時性能。在通訊 信道上，主板與密度電機板的總線通訊采用SP490E作為RS485總線收發(fā)器，主板與氣閥控 制板的總線通訊采用TJA1050作為CAN收發(fā)器。為了滿足工業(yè)設計的電氣安全規(guī)范，采用了 東芝公司的TLP2116高速光耦，以進行電氣隔離，也保證了 485總線和CAN總線通信波特率 都可以達到1Mbps，滿足了系統(tǒng)的高實時性要求。通訊線纜選擇了高品質的五類雙絞線，極 大的提高了抗干擾能力，保證通訊可靠性。另外，在總線設計上采用了多節(jié)點設計的方案， 使得系統(tǒng)有更好的可擴展性。[0015]在硬件設計上，系統(tǒng)采用集成步進電機驅動芯片BD63860對密度電機進行驅動控 制，簡化了步進電機驅動的控制方案，使得電機板主控芯片STM32F103有更多的時間處理 485總線通訊和工藝上的優(yōu)化。氣閥控制板采用NPN型三極管TIP122作為開關電磁氣閥 的驅動元件，有利于在單個控制單元控制更多的氣閥。在軟件設計上，對485進行通信幀 的包裝，設計了相應的通訊協(xié)議，減少無用的冗余字節(jié)，保證了密度電機控制指令的高效傳 輸。協(xié)議規(guī)定對485通信的數據進行CRC校驗，極大的保證的通訊可靠性，進而提高編織工 藝的精度。由于氣閥是通過電磁線圈來控制的，高壓導通時電流較大，故采用“高壓導通和 PWM保持”的方案以達到氣閥驅動電路線圈發(fā)熱量、減少功耗的目的。[0016]結合附圖1、2，以下詳述本發(fā)明基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置的控 制方法[0017]第一步，主控制器和下層控制器根據程序做好初始配置工作。[0018]第二步，主控制器STM32F207將定義好的指令發(fā)至對應的CAN總線或485總線上。[0019]第三步，對應總線上的氣閥控制板或密度電機控制板接受到總線上的數據。[0020]第四步，控制板的控制器STM32F103對接收到的數據進行解析。其中，氣閥控制板 在當判斷本地為目標地址后，根據圖2a解析出對于控制指令，并根據該指令控制對應的氣 閥控制單元執(zhí)行對應的氣閥驅動動作；密度電機控制板先進行CRC冗余校驗，無誤后根據 圖2b進行指令解析，并控制相應的密度電機驅動單元執(zhí)行對應的步進電機驅動動作。[0021]第五步，重復二、三、四步。
權利要求1.一種基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，其特征在于所述圓緯機編織機構控制裝置包括主控芯片、CAN總線、485總線、用于控制圓緯機編織機構的氣閥的氣閥控制板和用于控制圓緯機編織機構的密度電機的電機控制板，所述主控芯片通過主CAN收發(fā)器與CAN總線連接，所述CAN總線通過從CAN收發(fā)器與氣閥控制板連接；所述主控芯片同時通過主RS485收發(fā)器與485總線連接，所述485總線通過從RS485收發(fā)器與電機控制板連接。
2.如權利要求1所述的基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，其特征在于所述從CAN收發(fā)器有兩個，一塊氣閥控制板與沙嘴氣閥連接，另一塊氣閥控制板同時與選針氣閥、三角氣閥連接。
3.如權利要求1或2所述的基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，其特征在于所述從RS485收發(fā)器有六個,每塊電機控制板均與密度電機連接。
專利摘要一種基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置，所述圓緯機編織機構控制裝置包括主控芯片、CAN總線、485總線、用于控制圓緯機編織機構的氣閥的氣閥控制板和用于控制圓緯機編織機構的密度電機的電機控制板，所述主控芯片通過主CAN收發(fā)器與CAN總線連接，所述CAN總線通過從CAN收發(fā)器與氣閥控制板連接；所述主控芯片同時通過主RS485收發(fā)器與485總線連接，所述485總線通過從RS485收發(fā)器與電機控制板連接。本實用新型提供一種提高自動化程度、實時性和擴展性良好的基于多總線架構的圓緯機編織機構控制裝置。
文檔編號G05B19/418GK202837963SQ20122017900
公開日2013年3月27日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者史偉民, 彭來湖, 湯煒, 未印, 楊敏, 陳春松 申請人:浙江理工大學