[实用新型]一种具有断丝报警功能的纱线张力测控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有断丝报警功能的纱线张力测控系统，属于纺织机械领域。

背景技术

在纺织业，如果织造用的纱线张力不均，就不能共同承担外力，从而造成纱线强度降低，影响纱线制品的产品质量。因此，对纱线的张力进行平稳、定值控制成为能否保证纱线制品质量和提高生产效率的关键问题。

目前市场上的纱线张力测控系统不具断丝报警功能，一旦系统中的纱线断丝或卡丝，系统都无法第一时间得到反馈信号，造成纱线张力不均，严重影响纱线及其制品的质量。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，开发出一种具有断丝报警功能的纱线张力测控系统，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能进行实施监控、稳定性好的具有断丝报警功能的纱线张力测控系统。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种具有断丝报警功能的纱线张力测控系统，包括张力传感器、CPU、力矩电动机、控制器、放大器、多路转换器、A/D转换器、D/A转换器、功放器、上位计算机和断丝报警模块，其中张力传感器的输入端连接丝卷上的纱线，输出端连接放大器，放大器将压力传感器的信号放大后经过多路转换器和A/D转换器，到达CPU，CPU将接收到的张力信号与设定值进行PID运算，再将控制信号依次通过控制器、D/A转换器和功放器，最后到达力矩电动机，力矩电动机根据控制信号作用与丝卷，使丝卷上的纱线张力恒定。断丝报警模块连接CPU的输出端，CPU通过串口通讯与上位计算机相连，接收上位计算机发送的纱线张力设定值，同时，CPU也向上位计算机发送实际纱线张力测量结果，便于质量跟踪。

所述纱线张力测控系统包括若干个CPU，每个CPU连接有若干个张力传感器、放大器、D/A转换器、功放器以及力矩电动机。

所述CPU采用AT89C52 单片机，是整个张力测控系统的运算和控制中心，按照增量式PID 控制算法，采用汇编语言编写控制程序。

所述CPU还包括一外置存储器，用于存储系统设定的各个丝卷上纱线的张力值、各个通道的PID 控制参数以及其它一些参数。

上位计算机与各个CPU采用RS232通讯方式。

所述力矩电动机采用无刷直流伺服电机，其单锭倒筒机构由内置小电脑单独控制，倒筒转速1600转/分。

所述断丝报警模块采用声光报警，声音提示采用蜂鸣器，光报警采用数码管闪烁显示的方式。当纱线张力测控系统在运行过程中出现断丝：即纤维过松，此时测量所得的张力值小于设定的阈值下限，CPU立即向断丝报警模块发出控制信号，断丝报警模块随即作出反馈进行声音提示和数码管闪烁，提醒操作员系统出现故障。同理，当纱线缠绕卡丝时，测量所得的张力值大于设定的阈值上限，CPU和断丝报警模块同样也会立即进行声光报警提醒操作员。 

上述纱线张力测控系统运行时，首先通过各个张力传感器实时测量并显示各个与与之相连的丝卷纱线的张力，各个放大器将对应连接的张力传感器信号放大后经过多路转换器到达A/D转换器，进行模数转换，接着将转换后的数字信号发送给CPU，CPU将接收到的张力信号与上位计算机发送的设定值进行PID运算后，如果得到的张力值在阀值的上下限内，则通过控制器发送给D/A转换器，由D/A 转换器输出模拟控制电压信号，再由功放器放大后制动直流力矩电动机，让其恒定运转，提供恒定的阻力矩，从而稳定丝卷纱线上的张力大小，如果CPU接收到的张力值小于阀值下限或大于阀值上限，则通知断丝报警模块进行声光报警。

整个系统实行闭环反馈控制，先采用张力传感器进行信号采集，然后再通过CPU控制力矩电动机的阻力矩来稳定纱线上的张力，每个筒管在卷绕纱线的过程中，都会自动跟踪检测，随着纱线层直径的增大，转速逐步减小，从而达到从里到外，纱线线速度始终一致；同时采用断丝声光报警模块，对断丝或卡丝现象进行实时报警；也保证了纱线张力始终一致，保证纱线品质；上述纱线张力测控系统适用于卷绕机、络筒机、整经机、包覆丝机以及其他需要控制纱线张力的设备及机械，可以对每根运行中的各类纱线测试其动态张力，并在张力低于或超过设定值时立即进行动态调整，这样就把张力波动控制在用户要求的范围内，达到纺织行业规定的各项指标，大幅度提高产品质量，而且，还将各个CPU用串行通信的方式与上位机计算机连在一起，实现对各个CPU的设置、控制和数据的处理、显示，从而同步使用和控制一组纱线张力自动测控系统。此外，采用无刷直流伺服电机并进行了优化设计，每锭采用特殊电机驱动，单锭电机功率约20W左右，空载运行功率净10W，使整个系统节能省电。