[实用新型]碳纤维多轴向经编机实时高低速通信控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及纺织经编技术领域，具体涉及一种碳纤维多轴向经编机实时高低速通信控制系统。

背景技术

碳纤维多轴向经编机主要用于编织各种规格的碳纤维多轴向织物，其原理是将平行伸直、无卷曲的碳纤维纱线可以垂直地或以所需的角度引入织物结构中,通过结构设计实现定向增强。这种结构的织物具有各向同性的适应力与应变能力，以及极高的抗撕裂传递性和良好的适型性。因此，多轴向碳纤维经编织物在柔性复合材料领域中具有独特的优势，由于碳纤维的特殊性能，被广泛应用于复合材料中，在航空航天工业、国防工业、风力发电和汽车工业等有非常好的应用前景，是目前各国争相发展的前沿设备。

碳纤维多轴向经编机是由29个独立控制的运动轴、300多个控制点组成的十分复杂的联动系统，这些独立控制轴的运动和控制点既有内在的联系，相互依赖又有相对的独立性，它们的运动轴各自按自己的运动轨迹及数学模型协调工作，完成碳纤维的铺纬和编织等工作。这样大型的复杂控制系统采用传统的集中控制系统和一般的分布式控制系统无法实现，而国外对碳纤维多轴向经编机的控制技术又进行封锁，因此需实用新型新的控制方法，适应碳纤维多轴向经编机大型且复杂多变的联动系统。传统的设计方法为集中控制，即用一台计算机来分时控制各部件，这样的集中控制对部件多的装置很难实现，集中控制方式，虽然控制系统廉价，但功能相对筒单、实时性差、可维性低、可扩展性差差，适用于部件少的小型控制装置。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种集中管理、分布式控制的碳纤维多轴向经编机实时高低速通信控制系统，对各控制单元进行协调和管理，大大提高了运行的稳定性及系统的效能。

实现本实用新型的技术方案如下：

碳纤维多轴向经编机实时高低速通信控制系统，包括实时高速PowerLink总线、低速X2X通信总线，以及通过信号转换器连接实时高速PowerLink总线、低速X2X通信总线的人机操作设备；

所述低速X2X通信总线上通信连接有主控制器，与主控制器通信连接的第一铺纬控制器，与第一铺纬控制器通信连接的第二铺纬控制器，与第二铺纬控制器通信连接的第三铺纬控制器，以及与第三铺纬控制器通信连接的辅控制器；

所述主控制器、第一铺纬控制器、第二铺纬控制器、第三铺纬控制器、辅控制器中均设置有通信模块，主控制器的通信模块与第一铺纬控制器的通信模块连接进行信号传输，第一铺纬控制器的通信模块还与第二铺纬控制器的通信模块连接进行信号传输，第二铺纬控制器的通信模块还与第三铺纬控制器的通信模块连接进行信号传输，第三铺纬控制器的通信模块与辅控制器的通信模块连接进行信号传输；

所述实时高速PowerLink总线上连接若干个伺服控制器，每一伺服控制器信号连接一伺服电机。

所述主控制器、第一铺纬控制器、第二铺纬控制器、第三铺纬控制器中分别设置有对输出的信号进行放大的中继模块。

所述信号转换器为传输数据的路由器。

所述辅控制器中设置有对展纤辊的加热温度进行实时检测的检测模块。

本系统创新点是基于实时高低速通信控制方法的分布式控制方案，它相对于现有的集中控制具有以下优点：

1、提高了碳纤维多轴向经编机的编织速度和性能，本系统中人机操作设备采用专业控制计算机进行数据交换，且采用实时高速PowerLink总线EthernetPower Link，通信速率100Mbps，具有实时高性能。本系统有300多个I/O信号，如某一按钮输入，它们数量大但实时性要求较低，因而使用专用的低速低速X2X通信总线，通信速率2Mbps，这样几百个I/O信号的传输不影响专业控制计算机进行高速数据交换，这样实时高速PowerLink总线与低速X2X通信总线构成高低速总线，类似于高速公路和普通公路一样，实时且通信迅速，大大提高了通信效率，这是本系统重要特色之一。

2、专业控制计算机进行数据交换是采用实时高速PowerLink总线EthernetPower Link，在通信内涵上完全区别于一般工业以太网络，它完全可以满足碳纤维多轴向经编机复杂运动控制实时性的要求。

3、对控制器、若干执行元件的分布式控制的控制系统，采用多个专业功能计算机分布式控制执行功能部件和控制器模块，效率和可靠性高且简化了大系统设计。

4、因为每个控制器都相对独立，相互之间不干扰，当系统中控制器或模块出现故障时，不会影响到其它控制器或模块，维修方便，可维护性增强。