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细纱机性能优劣对成纱的产量和质量都有重要影响。目前,国内棉纺厂所使用的细纱机一般通过人工操作完成,存在着更换纺纱品种过程繁琐、精度低、自动化水平低等诸多缺点。虽然国外已有一些自动控制较好的细纱机,但是由于其价格昂贵、体积庞大、维护不便等因素极大影响了推广和使用。因此,对原产的细纱机进行技术改造,研制新的细纱机自动控制系统,以满足生产和市场的需要。
本文详细阐述了细纱机自动控制系统研究、设计与实现的全过程,包括需求分析、硬件设计、软件设计和可靠性设计、功能测试等方面。
整个控制系统硬件以Freescale公司的8位MCUMC68HC908GP32为核心,建立起硬件控制基本条件,控制多个外围器件;软件采用C语言与汇编语言混合编程,建立在移植好μC/OS-Ⅱ内核基础上,系统设计完成了纺纱过程需要的5个任务,分别完成系统监控功能、串口传输功能、按键功能和纺纱操作功能、错误处理功能。而纺纱操作过程是本课题研究的重点,也是难点内容。利用软硬件结合,实现了对细纱机工作的实时精确控制。
用微控制器驱动步进电机,对减少细纱断头,提高卷绕质量有着显著的作用;同时,只需改变控制程序的输入指令即可改变导纱管的运动规律,可以满足各种输出运动要求,克服了传统细纱机的弊端。纺不同纱支号、不同卷装的筒纱时,只需输入不同工作参数,无需对硬件作任何调整。
本课题设计的细纱机经在试验基地运转验证,系统状态正常,成纱质量稳定,性能指标均达到或超过了标准要求,电气检测、控制、显示功能正常,设备可靠稳定。并且大大提高了劳动生产率和降低了劳动强度,是实现绵纺厂车间自动化的重要环节。