[发明专利]纱线外观参数检测专用FPGA控制器

说明书

技术领域

本发明涉及以FPGA系统为核心开发纱线外观参数检测专用控制系统，具体涉及利用FPGA嵌入式系统读取纱线外观参数种类和相关特征数据并存储该信息到存储器，并以该数据实时控制步进电机动作从而实现对纱线外观参数检测处理机构的控制，以达到纱线外观参数检测实时处理的效果。

背景技术

在纱线生产以后，需要对纱线质量进行评估，纱线质量评估的常采用的标准是纱线的外观参数，因此需要完成纱线外观参数的检测，从而对纱线质量等级进行评定。同样根据纱线来样进行纱线生产时，也需要先检测纱线的外观参数，才能设定纺纱的生产工艺，以生产出同类型号的纱线。在检测纱线的外观参数，需要检测纱线的细度、毛羽、条干不匀率等多种参数，不同的外观参数需要选择不同的检测头，并调整检测头与纱线之间的距离，从而实现纱线外观参数的准确检测，整个检测流程如图1所示。

传统的纱线外观参数检测需要根据需要检测的纱线外观参数种类选择不同的检测机器，并设置不同的检测方法和原理，需要检测人员掌握多种机器的操作方法，并需要经过专业的培训。随着控制技术的进步，将纱线不同外观参数检测装置集于一体的机器逐步被开发出来，但仍需要根据所需检测的纱线外观参数的种类选择不同的检测头，并调整纱线与检测头之间的位置和距离。利用人工调整这些机构，需要经过专业的培训，并且不同检测人员调整的结果可能会有差异，从而引起纱线外观参数检测的不准确。本发明针对该问题，利用FPGA系统开发出一套专用的控制系统，根据所需要检测的纱线外观参数种类自动选择纱线外观参数检测头、并自动调整检测头与纱线之间的位置和距离，实现对纱线外观参数的自动检测，并保证检测结果数据的准确性、稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种纱线外观参数检测专用控制器的设计原理和实现方法，利用FPGA系统的控制技术实现纱线外观参数检测处理的全自动控制。

具体步骤为：

(1)选择合适的FPGA系统；

(2)设计控制系统的PCB开发板；

(3)系统软件设计；

(4)软件调试，实现系统控制的要求。

本发明利用FPGA系统实现对纱线外观参数检测处理的控制，为进一步实现纱线外观参数检测的实时、高效和全自动控制提出了全新思路。

附图说明

图1纱线外观参数检测流程

图2纱线外观参数检测处理器电路组成框图

图3RS232纱线外观参数检测控制器的电路组成

图4USB纱线外观参数检测控制器的电路组成

具体实施方式

实施例1

整个纱线外观参数检测控制器主要由FPGAMUL501系统，纱线外观参数检测处理器主要由FPGAMUL501系统、存储体、通信接口及键盘显示器等组成，用于接收、存储和在工作过程中处理纱线外观参数数据，组成框图如图2所示。在纱线外观参数数据改变时时，利用系统微机通过RS232接口输入纱线外观参数数据并存于纱线外观参数处理器中。

纱线外观参数存储器用于存储纱线外观参数数据；键盘、显示器用于输入纱线外观参数种类参数和其它工作参数；RS-232串行通讯接口接收从上位机传送过来的纱线外观参数数据；FPGA负责整个纱线外观参数处理器的运行控制和数据加工。

整个纱线外观参数检测处理控制器主要由FPGAMUL501系统、纱线外观参数处理器、同步信号产生电路、纱线运动步进电机驱动电路、纱线外传参数检测驱动电路、主电机速度控制电路、开、停车及故障自停接口电路，键盘显示电路等组成。电路组成框图如图3所示。

FPGAMUL501系统是整个控制器的核心，负责整个控制器的运行管理。系统启动后，在同步信号电路产生的同步信号的驱动下，将纱线外观参数处理器提供的数据按时序要求分别送至16路纱线外观参数检测处理驱动电路和16路纱线运动步进电机驱动器，控制纱线外参数检测控制器对纱线外观参数进行检测和处理。此外为处理器还负责主电机的速度控制和运行状态的监控，当发现电机运动异常信号时，将自动停车，并发出报警信号。

实例2

整个纱线外观参数检测控制器主要由FPGA Altera系统，纱线外观参数检测处理器主要由FPGA Altera系统、存储体、通信接口及键盘显示器等组成，用于接收、存储和在工作过程中处理纱线外观参数数据，组成框图如图5所示。在纱线外观参数数据改变时，把处理后的纱线外观参数数据存入U盘，通过USB接口把U盘的纱线外观参数数据读入纱线外观参数检测处理器的内存中。