基于多处理器的剑杆织机主控系统研究

论文摘要

纺织业的飞速发展使得织机向高速、宽幅、高适应性方向发展。剑杆织机作为无梭织机的一种,以其灵活多变的品种适应性深受用户的青睐。在剑杆织机的研制过程中,控制系统的设计对于织机系统功能的实现有着非常大的影响。 高速织机对主控制系统数据处理的实时性要求较高,因此目前不少织机生产厂商采用比较昂贵的工控机作为控制核心。为了解决控制系统性能和价格之间的矛盾,本文在设计剑杆织机主控制系统时,借鉴了国内外先进高速织机控制系统的设计思路,提出了多处理器的控制方案。这种控制方案满足了实时控制的要求,提高了数据的综合处理速度,降低了控制软件的设计难度,减少了控制系统的制造成本。 本文的研究内容就是剑杆织机多处理器主控系统控制方案的设计、实现和测试。主控系统设计方案中使用了两片8位微处理器作为控制核心。根据两片微处理器在系统中的作用不同,将主控系统分为两个子系统:主处理器系统和协处理器系统。 主处理器系统包括主处理器同协处理器的接口电路、同送经卷曲部分的接口电路、同显控部分的接口电路、同接口板的数据传输电路等。其中主处理器同协处理器的接口电路实现了织机控制软件的并行运行,提高了系统控制能力。同显控部分的电路实现了生产参数的传输存储和织机状态的实时显示。同送经卷曲部分的电路实现了对织机送经卷曲动作的监控。同接口板的数据传输电路实现了织机各种状态的检测和动作的控制以及状态报警等功能。 协处理器系统包括电源监控电路、各接口板电源状态监控电路、主轴编码器接口电路和系统时间控制电路等。协处理器主要负责主轴位置的确定和各接口板状态监控及时间保持等辅助信息的处理。主控系统实现了状态数据的实时处理,满足了织机控制的高速、高精度要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 剑杆织机发展趋势
• 1.3 织机嵌入式系统研究背景及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 织机控制系统总体框图
• 2.1 织机控制系统总体框图
• 2.2 主控制系统原理框图
• 2.3 织机控制系统设计方法
• 第三章 主处理器系统硬件设计
• 3.1 主处理器系统功能
• 3.2 主处理器Z84C015简介
• 3.3 主处理器系统接口电路设计
• 3.3.1 主处理器同显示模块串行通讯接口电路设计
• 3.3.2 主处理器同PC机串行通讯接口电路设计
• 3.3.3 主处理器通过并口对不间断电源和 MCS的监控
• 3.3.4 主处理器同接口板数据接口电路设计
• 3.4 主处理器存储器系统设计
• 3.4.1 存储器分类
• 3.4.2 存储芯片的选型
• 3.4.3 存储器地址分配
• 3.5 多处理器之间的通讯电路设计
• 3.5.1 主处理器和协处理器通讯电路设计
• 3.5.2 主处理器同送经卷曲处理器通讯电路设计
• 第四章 协处理器系统硬件设计
• 4.1 协处理器系统功能
• 4.2 协处理器系统存储器及I/O口地址分配
• 4.3 协处理器系统接口电路设计
• 4.3.1 协处理器并行口对接口板电源监控电路设计
• 4.3.2 协处理器同主轴编码器接口电路设计
• 4.4 系统时间保持电路
• 4.4.1 时钟芯片寄存器设置
• 4.4.2 时钟芯片晶振的使用及负载电容的调节
• 4.5 主控系统电源监控
• 4.5.1 电源监控芯片MAX691简介
• 4.5.2 主控系统电源监控电路
• 第五章 多层印制板设计
• 5.1 印制板结构设计
• 5.2 印制板设计细节
• 5.2.1 导线宽度的确定
• 5.2.2 印制导线间距的确定
• 5.2.3 印制导线的屏蔽与接地
• 5.2.4 焊盘和内孔尺寸的确定
• 5.3 印制板板材和板厚
• 第六章 主控系统抗干扰设计
• 6.1 系统可靠性设计
• 6.1.1 系统可靠性设计措施
• 6.2 系统干扰源及干扰途径分析
• 6.2.1 系统电源抗干扰设计
• 6.2.2 系统硬件工作电路抗干扰设计
• 6.2.3 系统印制电路板布线抗干扰设计
• 第七章 主控制系统硬件调试
• 7.1 主控制系统静态调试
• 7.1.1 印制板检查和测试
• 7.1.2 主控制系统各功能模块调试
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献