辨别织布机断经自停装置中误接触和暂时接触信号的电子控制装置

摘要

一种电子控制装置,用于分辨误接触和对于织布机的断经自停装置的暂时接触发出信号。上述控制装置能够分辨由于静电现象和由停经片的暂时接触产生的停经架的电子回路的暂时闭合,对于预定数目的连续周期通过高频同步时间取样检测在停经架上的电路中电子信号的存在或不存在。

说明书

本发明涉及用于辨别在织布机的断经自停装置中误接触和用信号表示暂时接触的一种电子控制装置。特别地，本发明涉及用于断经自停装置的运行的一种电子控制装置，它允许辨别由静电现象所决定的(以下称为误接触)和由停经片的暂时接触所决定的(以下称为暂时接触)经纱架的电路的暂时闭合，并因此允许，在第一种情况中防止任何不期望的织布机停机，和在第二种情况中，操作者迅速找到这些暂时接触所涉及的经纱区。

在现有技术中有经验的人员都知道，断经自停装置是一种用于在织布机中控制每根经线的持续完整性和连续性的装置。上述装置通常包括一或多根接触棒，称为“经纱架”，横穿经纱放置或在经纱的上面。每个经纱架由一个外部的U形壳体和一个内部的芯组成，都是金属的，由一层薄绝缘材料隔开。每个经纱架带有多个停经片，即薄金属片，每个停经片包括一个槽—允许它插在经纱架上—和一个下面的洞，一根经纱插在其中。

在织布机操作中，每个经纱架的壳体和芯连接在一个电探测回路的端子上，而停经片被穿过它的洞的纱线的牵力提升在经纱架的上方。当一根经纱断开或松弛时，相应的停经片，不再被该纱线所提起，掉落在经纱架上，在该经纱架的外壳和芯之间产生一个金属桥，并因此闭合连至那里的电路。经纱架之一的电路的闭合导致启动一个自动过程来停止织布机和向操作者发出故障信号。该警告通常包括一个大致的或普通的信号—通常是位于织布机转台上的一个信号灯或音响信号—它使得操作者即使从一定距离之外也能确定织布机已停机，和一个精确的或专门的信号--通常是位于每个经纱架的一端的一个信号灯--它使得操作者立刻推断哪一个经纱架的经纱断线。

最近，人们已经提出要制造带有一个特殊结构的经纱架，由于这个结构，精确信号不仅能指示涉及经纱断线的经纱架，而且能指示断线发生在该经纱架的具体区域，这样使得操作者能更快地找到断纱。这些改进的信号装置也包括易于指示经纱断线位置的信号灯或显示器，由于它们沿经纱架特殊的位置，或由于代表断纱点与一个参考“零”点，通常对应经纱架的起始端，之间距离的一个数字显示。

然而在编织运行的实际成果中，迄今为止所描述的理论情况—即那些在经纱架的电路中仅处于稳定的断开(即没有纱线落下)或闭合(至少一根纱线落下)的状态—碰到一些例外情况。换句话说，经常的状态是经纱架电路的闭合发生在一小段时间内，因此电路的断开状态被立即恢复。如以上所简要叙述的，经纱架电路的这种短暂闭合状态可以对应一些不同的织布状态。

首先，可能有一些专门的电气原因：实际上，经纱穿过成千个停经片的运动产生一个静电积累，它可能阶段性地放电至经纱架电路，决定了电路的短暂闭合。在这部分这个状态通常被称为“误接触”。

此外可能还有一些机械原因：实际上，在编织运行中可能产生一个特殊的故障状态—被在现有技术中有经验的人称作“暂时接触”—其中一根经纱松了，达到使相应的停经片与经纱架接触的程度，因而闭合它的信号回路，但是很快这根经纱部分地恢复它的张力，因此又提起停经片在经纱架的上面，并恢复了该经纱架电路的断开状态。然而，这个特殊的故障状态或者被经纱的短暂松弛所确定—其中，也可能不在织物中产生瑕疵—或反过来，能被经纱的真正的和彻底的断裂所确定，但它绊住相邻的纱线，并因此使相应的停经片被提升在经纱架上。这后一种状态当然相当严重，因为它将形成有严重缺陷的织物；因此无论如何操作者需要在经纱上执行准确的控制，甚至在“暂时接触”时也应如此。    

另一方面，由于对采用现有技术的断经自停装置不可能辨别“误接触”和“暂时接触”，因而每次断经自停装置检测到这些接触之一，无论如何织布机需要立即停机，并且前文所述的指示织布机停机的大致信号需要仍然亮着，以提醒操作者经纱的供给存在问题。反之，对于误接触或暂时接触的停止，前文所述的精确信号立即消失，只因为该精确信号直接来自停经片在相应经纱架上所产生的电气接触。因此，只要接触不是持久的，操作者被迫或者检查整组经纱—为了找到被暂时接触潜在影响的纱线，并且，如果需要修复它—或者断定所有的经纱处于正常的位置，并得出这是一个误接触。从以上明显看出这个操作不仅花费相当多的时间，而且需要有技术熟练的工人，即确定并且在可接受的时间限制内，能够检测经纱中故障的存在或消失，使任何类型的辅助信号失效。

本发明的目标是提供一种控制装置，它允许，首先，分辨误接触和暂时接触，当误接触发生时防止织布机停机。本发明的另一个目标是提供一种信令装置，它允许操作者，在类似于当一根纱线最后掉落，由此掉落的纱线与经纱架持久接触时上述装置所发出的信号的引导下，能迅速找到决定在断经自停装置上暂时接触的纱线的位置。

根据本发明，上述目标由织布机的断经自停装置的一个电子控制设备实现—这种类型包括：多个并排的经纱架，每个上面插着多个停经片，停经片由穿过它的洞或槽的相应的经纱的张力提升在经纱架的上面；控制织布机停机的装置；指示其上掉落一根纱线的经纱架或它的一个区的信令装置—其特征在于它包含一个易于在断经自停装置的每个经纱架的电路中探测电流信号的电子回路，和一个易于控制上述电子回路并因而处理所发出信号的处理单元，它分辨由于经纱架上静电放电或其它电瞬态现象而造成的误接触和由于经纱架上停经片的掉落，甚至暂时地，而造成的真实接触，并且万一发生真实接触，停止织布机的运行和发出涉及上述经纱架，或经纱架部分的第一次警告信号。

根据本发明的一个特征，上述处理单元，在推断出一个真实接触后，进一步处理相关信号，检查是否这个真实接触是或变成一个暂时接触，并且在第二种情况，发出第二次警告信号。

在本发明的一个择优实施例中，断经自停装置的每个经纱架的电路中的上述电流信号，在传送该信号至上述处理单元前被转化成数字信号。

根据本发明的这个择优实施例的一个特征，为了辨别由于经纱架上静电放电或其它电瞬态现象而造成的误接触和由于经纱架上停经片的掉落，甚至暂时地，而造成的真实接触，处理单元对上述信号执行以下运行：

--以一个时间取样，检测断经自停装置的每个经纱架或经纱架部分的电路中的电流信号的存在，或不存在；

--对每个取样循环和每个经纱架或经纱架部分，在一个加法器中，为已检测到信号存在的任何取样循环增加一个预置的值；

--对于已检测到信号不存在的任何取样循环，从以上所述的加法器中，减去相同的预置的值，或者取消所有已加的值；

--比较上述加法器的总值和一个预先确定的阈值(n，p)；以及

--对上述加法器的总值与上述阈值相等的信号，推断为指示经纱架上停经片的真实接触的一个信号。

根据本发明的另一个特征，为了检验是否已被推断的真实接触是或变成一个暂时接触，处理单元对上述信号执行以下运行：

--以一个时间取样，在已发生真实接触的经纱架，或经纱架部分的电路上，持续检测电流信号的存在或不存在；

--对每个取样循环和每个经纱架或经纱架部分，在一个加法器中，为已检测到信号不存在的任何取样循环增加一个预置的值；

--对于已检测到信号存在的任何取样循环，从以上所述的加法器中，减去相同的预置的值，或者取消所有已加的值；

--比较上述加法器的总值和一个预先确定的阈值(m，q)；以及

--上述加法器的总值与上述初始值相等的信号，推断为指示经纱架上停经片的暂时接触的一个信号。

根据本发明的又一个特征，上述第二个断续的信号灯与上述第一个连续的信号灯相关，或取代它。

本发明现在参考附图，详述如下：

图1是表示根据本发明的织布机断经自停装置的电子控制设备的一般运行方式的框图；和

图2是表示该电子控制装置处理单元内部所执行的逻辑运行的顺序的流程图。

根据本发明，织布机断经自停装置的电子控制设备特征为—与已知类型的电子控制设备相比—通过本质上已知的一个信号检测电子回路内的微处理器的集成。通过适当的算法，可能在上述微处理器中根据逻辑运行的顺序处理信号，它允许分辨误接触和真实接触，而且，在真实接触中，对于暂时接触相对于持久接触以不同的方式发出信号。

图1的框图并不因此表示用于检测和处理出现在完全常规的断经自停装置G经纱架的电路上的电信号的回路通用图。上述常规信号检测和处理电子回路由模块E表示，并且包含一个电压发生单元和一个模拟-数字信号转换器。模块E的运行是由处理单元C来控制的，该处理单元C包括一个例如由Motorola制造并以代码68HC705J1A销售的微处理器。处理单元C也控制第一个警告信号A和第二个警告信号B，以及设备S来停止织布机的主电机。

参考流程图2，现在叙述在本发明的第一个实施例中处理单元C所执行的逻辑运行顺序。为了简化叙述，在下文中参考断经自停装置的单独一个经纱架的电路；但是明显地，对于所有存在于该装置中的经纱架或受控经纱架部分，通过打开它们相应的信号灯，下文所述的运行被单元C以完全相同的方式重复。因此单元C发出第一个请求来请求模块E执行经纱架(模块1)上所示信号的一个时间取样，响应接收一个指示在该经纱架上信号存在或不存在的数字信号。最佳地，信号取样长度比取样周期要短的多，这样，许多具有短长度的误接触根本不被检测到或以取样周期的一个缩减的数被检测到。例如，信号取样长度是微秒级的，而取样周期是十分之一毫秒级的，并且它最好是同步类型的。

在先前已检验过是否一个警告标志(模块5)已经激活后，显示经纱架电路上存在或不存在一个电信号的数字信号然后被单元C检查(模块2)。现在叙述单元C在警告标志未被激活的条件下的运行，而单元C在相反条件下的运行将随后叙述。

在已检验过警告标志未被激活后，上述数字信号被检查，来推断是否它显示经纱架电路上存在(值1)或不存在(值0)一个电信号。如果这个信号等于1，这个值被加入一个特殊的计数器(模块3)；如果它换作等于0，计数器的累加器被重置为0。

因此这个信号控制过程继续循环，直到单元C被检测到一个预置的，其中存在该信号的n次连续循环，即计数器的累加器确实达到该值n。值n根据运行条件，织物类型，静电放电的增加或减少，等等被实验性地设置。

在根据本发明第一个实施例的装置的工作逻辑中，信号在足够多数量的连续同步循环中存在的控制实际上是为了分辨误接触和真实接触。从统计的角度来看，实际上几乎不可能经纱架上的静电放电，或其它电瞬态现象，能持续地，规律地产生n个连续的长度很短的取样循环。因此很明显，如果计数器总数已达到信号存在n次连续循环，那么一定存在一个真实接触，即一根纱线掉落在经纱架上，甚至可能只是暂时的。

实际上应注意到，数值n能被选择足够高，用以在真实接触中分辨误接触，而足够低用以分辨经纱架上停经片的暂时接触。由于，事实上，纱线的暂时掉落是一个机械的而不是电气的现象，然而无论多短，它将持续一段数量级为千分之一秒的时间。在这段接触时间内，单元C因此处于执行一个足够高数值的信号检测的位置。从根据本发明的装置的第一个实验检测开始，已经发现数值n被有利地设在2和20之间，最佳地设在3和10之间。

计数器(模块3)所示的总数被紧急状态的探测器(模块4)所检测，探测器一旦推断在计数器的累加器预置的阈值n已达到，就发出控制信号给织布机的停止装置S和第一个警告信号A。警告标志(模块5)的值—它在计数器(模块3)上执行前，被信号存在检查(模块2)所检验—同时从0变到1。

事实上，当上述控制信号被已紧急状态的探测器(模块4)所发出时，由此织布机已被停止，并且警告标志(模块5)的值已被置为1，信号存在检查(模块2)的逻辑被如下改变：

--如果一个信号的存在被检测到，则不执行进一步的操作；

--另一方面，如果信号的不存在被检测到，则第二个警告信号B被发出，或替代地，已存在的警告信号A被修改。

被信号存在检查(模块2)所检测到的信号不存在，实际上对应于一个暂时接触的状态，由此第二个警告信号B使得操作者，不但知道已发生的麻烦出在何位置(这一信息总是被处于激活状态的信号A提供给他)，而且知道已发生何种类型的麻烦(即，一个暂时接触而不是持久接触)。

如果由于纱线掉落在经纱架上—这一现象能产生，甚至在停经片的持久接触实际已产生时，暂时的信号不存在—而产生任何振动现象，或震荡的缓慢衰减，能够预见到一个额外的功能(完全类似于显示在模块3和4中的功能)，它提供只在信号不存在被检测到m个连续循环后才发出第二个警告信号B，其中m大于0，长于衰减经纱架上的纱线掉落后的震荡所需的时间。

最好，第二个警告信号B是以一个断续的信号灯的形式。在这种情况中，通过改变它的工作从一个连续的信号灯到一个断续的信号灯，它能方便地包括与用于第一个警告信号A相同的信号灯。在这个最后一种情况中，很明显，当一个持久接触发生时，由此相应的信号灯是连续型的，一旦操作者提起纱线在经纱架上时，上述信号灯将突然转变成一个断续信号灯；这种信号灯的改变最终对操作者没有产生不便，操作者在这种情况下，实际上收到一个进一步的确认，已经对决定警告信号A的发出的实际停经片进行了操作。

当操作者，在如前所述的指示的引导下，已经完成任何可能断开或松弛的经纱的修复，并且织布机又重新启动，根据本发明的电子控制装置自动地提供对计数器(模块3)累加器和有效警告标志(模块5)的值的置零，由此上述装置被设置在重新开始前面所述的操作类型的状态。

在根据本发明第二个实施例中提供了有一点不同的工作逻辑的装置，该实施例能被成功地应用于织布机，其中由于掉落在经纱架上，停经片通常应该表现出高振动现象，或震荡非常缓慢的衰减。在这个例子中，事实上，即使出现停经片的真实接触，极有可能信号存在检查(模块2)确实发现上述足以停止织布机的连续同步循环数n只是太迟了，即，当有缺陷的布已经被编织时。因此为了这些情况一个不同的方法已被研究，并且下面将参考与图2相同的流程图，讨论相同的情况。

根据这个方法，当信号存在检查(模块2)推断出经纱架上存在一个电信号(这个数字信号值为1)时，一个数值1被增加至计数器；相反地，当它推断出电信号不存在(该数字信号值为0)时，一个数值1被从计数器(模块3)减去。以上所述的信号控制过程因此继续直到计数器的累加器达到一个预定值p，即直到单元C已经探测到信号存在的循环的数目，如上述值p，高于探测到的信号不存在的循环的数目。最好计数器(模块3)按规律的时间间隔重置为零，以防止数值p被任何经纱架上的静电放电，或其它电瞬态现象严重影响。

以上所述方法是基于下面的，统计上经过校验的，假设。首先，停经片的一个真实接触，即使受到振荡现象或非常缓慢的振荡衰减的影响，也产生，从最开始的接触起，测得信号存在的取样循环的数目高于测得信号不存在的取样循环的数目。第二，经纱架上的静电放电，或其它电瞬态现象给出，至少在一个足够短的时间范围内，测得信号存在的取样循环的数目低于测得信号不存在的取样循环的数目。

实验调整数值p很容易分辨停经片的误接触和真实接触。数值p能被选择足够高，用以在真实接触中分辨误接触，而足够低用以包括经纱架上停经片的暂时接触。由于，事实上，纱线的暂时掉落是一个机械的而不是电气的现象，然而无论多短，它将持续，如同已经见到的，一段数量级为千分之一秒的时间。在这段接触时间内，单元C因此处于执行一个足够高数值的信号检测的位置。从根据本发明的装置的第一个实验检测开始，已经发现数值p被方便地设在0和15之间，最佳地设在2和12之间，然而信号存在或不存在被计入其中的时间的范围是不被特别限制的，并且依赖于织布机特殊的织布状态。在正常的应用中，上述时间范围被有效地设为数十毫秒级，方便地在30至70毫秒之间，并且最好在40至60毫秒之间。从以上所述的，应该清楚在任何时间范围的末端，如先前所定义的，如果计数器(模块3)还没有达到预置值p，它被重置为零，并且一个新的计数在下面的时间范围内被开始。

计数器(模块3)的累加器所示的数字通常被紧急状态的一个探测器(模块4)检验，一旦它推断预置的阈值p已达到，它就发出控制信号给织布机停止装置S和第一个警告信号A。在一个优选型装置中，当阈值p被达到时，计数器(模块3)的累加器被突然置为一个预定的计数器全值q，例如100或更高，并且信号存在检测(模块2)继续执行先前的功能，即

—如果信号存在被检测到，计数器(模块3)中被增加数值1，但不超过前面所述的满量程值；和

--如果信号不存在被检测到，计数器(模块3)中被减去数值1。

仅当计数器被返回零值时，才发出第二个警告信号B，或已存在的警告信号A被改变。计数器的量程值实际上被确定得如同要在相应的取样时间长度内获得停经片振荡的完全衰减所需的那么高的值。任何信号不存在的检测在计数器已经返回零值后依然持续，因而毫无疑问地意味着最初探测到的真实接触已经转变为暂时接触，因此被警告信号B正确地发信号。

最好，第二个警告信号是以一个断续的信号灯的形式。在这种情况中，，通过改变它的工作从一个连续的信号灯到一个断续的信号灯，它能方便地包括与用于第一个警告信号A相同的信号灯。

当操作者，在如前所述的指示的引导下，已经完成任何可能断开或松弛的经纱的修复，并且织布机又重新启动，根据本发明的电子控制装置自动地提供对计数器(模块3)的累加器的置零，由此上述装置被设置在重新开始前面所述的操作类型的状态。

在上面的叙述中模块3中的功能已被描述成一个计数器。然而这个功能也能被任何类型的加法装置所完成。例如，一个时间积分器，实际上可以方便地被使用，最好在每个取样循环，对它的累加器加上或减去一段等同于取样周期的时间。在这种情况里，当停经片的一个真实接触已被探测到时，该积分器的满量程值能被直接用作送至织布机停机装置S的一个控制信号。

从以上的叙述看来很明显根据本发明的装置如何充分达到它预定的目标。实际上它允许确定地分辨由静电现象所决定的误接触和由于纱线掉落在经纱架上，甚至暂时的，而造成的真实接触。上述装置还允许，即使在暂时接触的情况下，也能获得一个关于上面已发生了麻烦的经纱架，或经纱架部分的准确的指示，使得能够大大降低织布机停机时间和操作者的工作时间。