带电流检测反馈的喷气织机电磁阀监控系统设计

摘要

电磁阀是喷气织机的关键执行机件，其控制性能影响织机引纬效果，决定织机生产质量和效率。喷气织机电磁阀工作开关频率十分高，本文采用过励磁技术，完成了高速电磁阀驱动控制电路的设计。目前，喷气织机电磁阀多以开环控制为主，实时的启闭状态没有得到反馈。为监测电磁阀响应性能，提升织机系统故障检测能力，本文又设计了阀线圈电流检测电路。通过对电磁阀电流的检测反馈，及时判断阀工作性能优劣，有利于提高和改善电磁阀控制系统的可靠性。
　　 论文主要阐述了以下几个方面的内容:
　　 1.介绍喷气织机引纬机构组成，以及其执行机件电磁阀的重要作用。论述当前国内外喷气织机电磁阀控制技术和电流检测技术的发展现状。分析了电磁阀系统构成，提出了自己的监控方案。
　　 2.结合喷气织机气阀工作机理，比较了传统机械阀和新型电磁阀的异同点，并论述了喷气织机电磁阀的特点和作用。介绍了电磁阀检测原理，以及电流检测方式。分析了电磁阀监控系统的总体工作原理。
　　 3.以微控制器为核心，设计电磁阀控制系统。针对微处理器口线不足的情况，采用CPLD作了输出口线扩展，并设计了主轴位置检测电路。根据电磁阀高频运作的特点，设计了高压开启、低压保持的高速驱动电路。因系统电源比较复杂，设计了总电源模块电路。
　　 4.设计了电磁阀监测系统及主要软件流程。根据阀线圈电流特点，设计电流检测电路，包括信号处理和A/D转换电路。分析CAN现场总线和其控制器的特性，设计了CAN通讯模块，完成系统上位机与下位机之间的通讯。
　　 5.分析了系统干扰因素，采取了硬件和软件抗干扰措施。建立试验平台，将电磁阀控制模块与喷气织机连接，进行联机运行调试。根据调试结果，分析研究了本电磁阀监控系统的工作性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电磁阀控制的国内外研究现状

1．2．2 电流检测的国内外研究现状

1．3 课题的主要研究内容

第二章 喷气织机电磁阀相关理论及检测原理

2．1 喷气织机气阀分类

2．1．1 传统机械阀

2．1．2 电磁阀

2．2 喷气织机电磁阀特点与作用

2．3 系统检测原理

2．3．1 检测技术原理

2．3．2 电磁阀检测方法

2．3．3 电流检测方式

2．4 电磁阀监控系统工作原理

2．5 本章小结

第三章 控制系统设计

3．1 电磁阀控制系统总体结构

3．2 单片机核心系统和扩展模块设计

3．2．1 核心系统电路设计

3．2．2 I／O口线扩展

3．2．3 主轴位置检测

3．3 电磁阀驱动电路设计

3．3．1 高速电磁阀驱动原理

3．3．2 电路模块设计

3．4 总电源模块设计

3．5 本章小结

第四章 监测系统及系统总体软件设计

4．1 电磁阀监测系统总体结构

4．2 电流检测系统设计

4．2．1 电流检测电路

4．2．2 信号处理单元

4．2．3 A／D转换模块

4．3 CAN通讯模块设计

4．3．1 CAN现场总线特点

4．3．2 CAN控制器

4．3．3 硬件电路

4．3．4 通讯协议

4．4 上位机界面和监控系统主要软件设计

4．4．1 上位机界面

4．4．2 监控系统主要软件

4．5 本章小结

第五章 系统的抗干扰考虑和系统调试

5．1 系统抗干扰设计

5．1．1 硬件抗干扰措施

5．1．2 软件抗干扰措施

5．2 系统调试

5．2．1 试验平台的建立

5．2．2 初步调试

5．2．3 联机运行调试

5．3 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 课题工作总结

6．2 课题展望及后续工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间公开发表的学术论文