本實用新型涉及一種織機控制裝置，尤其是一種噴氣織機引緯控制系統。

背景技術：

主控模塊是織機引緯控制系統的控制核心，與引緯模塊、電子剪刀模塊一起控制噴氣織機的電磁閥和電子剪刀。目前，國內大多數機型的主控模塊結構均采用ARM+FPGA或DSP+FPGA的形式，FPGA只是作為ARM/DSP的引腳擴展芯片，控制功能全部集中在ARM/DSP上，單處理器的控制系統結構的數據處理速度受主控芯片的性能影響很大。并且主控模塊內部通訊一般采用Canopen總線協議或RS232,通信實時性差。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種噴氣織機引緯控制系統，控制模塊結構為FPGA+CPLD，加快了控制系統處理器的響應速度，充分利用兩者之間的連線資源，加快數據傳輸速度。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種噴氣織機引緯控制系統，包括控制模塊、分別與控制模塊連接的電源模塊、網絡接口模塊、張力傳感器模塊、探緯器模塊和編碼器模塊，所述控制模塊包括FPGA、CPLD，FPGA與CPLD之間通過通信模塊進行通信；

網絡接口模塊包括以太網物理層芯片，以太網物理層芯片配置為RII接口、全雙工的工作模式，分別與FPGA和Ether MAC總線連接；

張力傳感器模塊包括張力傳感器、A/D轉換芯片和第一光耦隔離電路，張力傳感器的輸出端與A/D轉換芯片的數據輸入端連接，A/D轉換芯片的數據輸出端和控制端分別與第一光耦隔離電路的輸入端連接，第一光耦隔離電路的輸出端與FPGA的張力輸入端連接；

探緯器模塊包括探緯器和第二光耦隔離電路，探緯器的輸出端與第二光耦隔離電路的輸入端連接，第二光耦隔離電路的輸出端與FPGA的緯線信號輸入端連接；

所述編碼器模塊的輸出端與差分信號轉換電路的輸入端連接，差分信號轉換電路的輸出端與FPGA的織機主軸角度輸入端連接。

進一步地，電源模塊包括5V電源模塊和24V電源模塊，5V電源模塊和24V電源模塊分別與編碼器的接線端子連接，編碼器所在電路板設置有0Ω電阻，0Ω電阻選擇與編碼器連接的電源模塊。

本實用新型的有益效果是，

本實用新型控制模塊結構為FPGA+CPLD，對于引緯系統這種需要處理器高速響應的控制系統，加快了控制系統的響應速度，充分利用兩者之間的連線資源，加快數據傳輸速度。

附圖說明

圖1是噴氣織機引緯控制系統通信接口示意圖；

圖2是噴氣織機引緯控制系統結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種噴氣織機引緯控制系統，應用在織機上，與引緯系統、電子剪刀系統一起控制噴氣織機的電磁閥和電子剪刀。在整個控制系統中，它是EtherMAC總線與EtherMAC EVD總線之間的網關。控制并向上位機上傳當前的引緯系統的參數及狀態；接收并處理上位機的引緯系統配置數據；下發引緯板與電子剪刀板的配置信息及控制指令；處理探緯信號及編碼器信號；處理張力傳感器信號。包括控制模塊、分別與控制模塊連接的電源模塊、網絡接口模塊、張力傳感器模塊、探緯器模塊和編碼器模塊，張力傳感器模塊主要采集張力傳感器的模擬量信號，并對其在主軸旋轉一圈內求得平均值上傳至FPGA；探緯器模塊采集探緯信號模塊并在開車狀態下檢測其是否正常；編碼器模塊主要采集編碼器信號并將其轉化為織機主軸角度。

控制模塊具有三種工作狀態：開車狀態、停車狀態和報警狀態。開車狀態下控制模塊通過跟隨主軸編碼器控制整個引緯系統的正常工作，并向上位機實時反饋當前的狀態信息；停車狀態下主控模塊相當于上位機下面級聯的普通I/O模塊與張力反饋模塊；報警狀態是引緯模塊與電子剪刀模塊上傳錯誤報警以及開車引緯過程中出現探緯報警時主控模塊進入的狀態。

所述控制模塊包括FPGA、CPLD，FPGA與CPLD之間通過通信模塊進行通信；FPGA的外圍電路除了基本的配置電容以外還包括時鐘電路、下載配置電路、配置電路。時鐘電路使用50Hz晶振提供，較高的時鐘頻率可以提高整個數字電路的處理速度，雖然這樣對整個設計的時序特性要求更加嚴格，但是對于實際引緯系統這樣需要處理器高速響應的控制系統而言，速度更加重要。FPGA的配置電路決定了FPGA的上電后工作模式，選擇主動串行配置模式，該配置模式需要串行配置器件對FPGA上電后動作進行配置。

電源模塊包括5V電源模塊和24V電源模塊，電源轉換芯片選用AS1117系列與TPS5450。AS1117提供完善的過流保護和過熱保護功能，確保芯片和電源系統的穩定性，同時它可以保證輸出電壓和參考源精度在±1％的精度范圍內；TPS5450電源轉換芯片有很寬的電源輸入范圍：5.5V-36V，可以輸出5A的電流，工作溫度區間在-40℃-125℃。

網絡接口模塊包括以太網物理層芯片，EtherMAC IP Core工作在網絡模型的數據鏈路層，連接數據鏈路層設備與物理介質之間需要一個物理層芯片，選用LAN8710A芯片，該芯片是一個低功耗并可配置的百兆以太網物理層芯片，支持標準的MII和RII接口，并支持全雙工的百兆以太網。本設計將其配置為RII接口、全雙工的工作模式。

張力傳感器為電橋傳感器，張力傳感器的輸出信號為0-24V的電壓信號，A/D轉換芯片選用的是海芯科技的HX530，芯片HX530提供兩個差分信號輸入通道，片內時鐘振蕩器無需外接任何器件，與MCU的連接也只需兩個IO口就可以實現對其讀寫。芯片HX530的數據線、時鐘線與FPGA通過光耦隔離連接，由于數據線頻率低于時鐘線頻率，因此數據線采用ADUM1250隔離，時鐘線采用HCPL0630隔離。

探緯器信號為普通的電平輸入信號，在電路板設計時也是對其通過光耦進行簡單隔離后連接至FPGA。探緯器模塊包括探緯器和第二光耦隔離電路，探緯器的輸出端與第二光耦隔離電路的輸入端連接，第二光耦隔離電路的輸出端與FPGA的緯線信號輸入端連接；

編碼器分辨率為360線，5V供電的相對式編碼器，由于編碼器的反饋信號為差分信號，需要利用SP485芯片對差分信號轉換，將轉換后的電平信號連接至FPGA，為適應不同型號的編碼器，電路板在布局時將24V電源與5V電源都引到編碼器接線端子上，使用時通過電路板上的0Ω電阻來選擇編碼器的電源形式。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。