PIC16F874在喷织机控制系统中的应用

2007-06-27 13:15:01来源: 现代电子技术
正在运行的纺织机因故障、交班等其他原因需要停机后,再开机时就会出现纬线之间不均匀现象,不是2条纬线之间间隙过大,就是间隙太小,结果都会使所织布匹出现次品,虽然一次停机造成损失不太大,但由于停机是经常性的,积累起来的损失就大了。所以需要在每次重新开机前对纬线进行松紧调整,由于其精度高,手动调整很难调到最佳状态,且费时费力。本控制器基于PIC16F874单片机设计了纺织机松紧度调整控制器,成功地解决了该问题。具有精度高、运行可靠方便、性价比高等优点。

1 控制器工作原理

松紧度调整控制器是一个独立的控制部件,安装在纺织机的机身上,其控制系统由检测电路、输出控制电路、设定显示电路等几部分组成。控制器原理框图如图1所示。

 

纺织机在正常运行时,调整离合器在单片机PIC16F874的控制下,处于可靠分离状态,以保证纺织机的正常运行。当因故停机后需再次开机时,按下调整按钮,系统发出调整信号使调整离合器控制电路工作,调整离合器处于啮合状态,此时调整电机在系统的控制下进行正转、反转、正反转和反正转,调整纬线松紧量使其疏密合适(其松紧量由工人根据所织物的不同事先设定,并存储在E2PROM中),调整结束后,使调整离合器由回到分离状态,并显示松紧调整结束信号。当启动纺织机时调整离合器被锁定在分离状态。

2 硬件电路设计

根据系统的功能,可靠控制是前提,精度是关键。硬件力求结构简单提高可靠性,而精度通过精密变速机构和检测电路保证。以下将对控制系统的微处理器(MCU)的选择及检测部分、控制部分、设定与显示部分的设计进行介绍。部分硬件电路如图2所示。

2.1 MCU选择

由于系统的调整精度要求高,能方便地设定调整量并能起掉电保护作用。美国Microchip公司的PIC16F874单片机能满足系统的这些要求。PIC16F874内含10 b A/D转换,速度高,价格便宜,他带有128 B的电可擦写的E2PROM存储器,能方便写入调整量以备后用。16F874还有看门狗,保证系统程序运行的可靠性,同时同步串行模块(SSP)为以后与工控机联网奠定基础。

2.2 检测电路

检测部分主要完成对调整离合器的状态、纺织机等检测,同时采用光电编码器提高了检测精度,为了保证MCU的安全,所有检测信号都通过光耦和MCU连接。其电路如图2所示。

2.3 调整量设定与显示

为了提高调整精度,采取了以下措施:采用精密的齿轮减速机构;提高PIC16F74工作频率为20 MHz,一条指令执行时间只有1μs,从而提高了调整精度。如图3所示。显示电路用于显示设定调整量。单片机的RD0~RD6作为数码管段选信号, RE0~RE2作为数码管片选信号,DS1用于显示正转、反转、正反转和反正转;DS2,DS3显示设定的调整量。具体调整量通过S1,S2,S3,S4 按键设定来实现。

 

 

2.4 控制电路

本系统完成的控制有主电机锁定、离合电机、调整电机。分别由单片机I/O端口RA0,RA1,RA2和RA3输出控制。为了保证单片机的安全,所有输出的控制信号经过光耦隔离、三极管放大驱动控制继电器和场效应管,使纺织机达到快速可靠的控制,以保证调整精度。

3 软件设计

在软件设计中,采用模块化结构。整个程序由主程序及各个功能子程序、中断服务程序组成。系统软件流程图如图4所示,主要包括初始化调整量设定、显示,检测控制离合器的工作状态,调整电机工作状态控制。

该系统结构简单,运行稳定可靠,控制精度高,具有完善的保护功能,并为以后的技术改进留有一定的资源,成本低,经用户使用后反映良好。

关键字:检测  离合  存储  显示

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/mcu/200706/14398.html
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