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[导读]为了对纺纱过程进行断线检测和监控,提出基于AT89C2051单片机的纺纱断线检测控制装置,并根据其要求从硬件电路和软件进行了分析设计,从而实现了纺纱断线自动检测,并能在出现断线时控制纺纱机器停止工作,并通过LED灯闪烁提醒工作人员,提高纺纱检测的智能化程度。

0 引言

纺纱机器在绕线过程中,判断细线是否断线是十分重要,因此纺纱断线检测装置是根据实际需要应运而生的产品,它能对纺纱过程进行断线检测和监控。本文就根据实际需要设计了一多功能纺纱断线检测控制装置,能够自动检测纱断情况,并且在断纱时,停止电机转动,并进行报警,提醒工作人员,方便工作人员进行故障处理。该装置能给纺纱工带来无限的方便,免去了纺纱工一直观察纱线状态的麻烦,大大地为纺纱工减少了劳动强度,同时也提高了产品的质量,并且也给商家带来更大的价值。同时该装置不仅可以应用于纺纱机器,还可以用于生产类似纱线之类的某些生产厂家。

1 系统功能

基于纺纱断线检测装置的功能要求,纺纱断线检测控制装置的电路主要由以AT89C2051为核心的单片机最小系统、断线检测模块、LED工作指示灯模块、纺纱机器控制模块、电源系统等电路组成。其具体工作情况如下:

(1)上电后,工作LED 指示灯亮,当按下按钮后,LED指示灯灭,同时纺纱机器开始工作。

(2)纺纱机器工作5 s后,如果纱线出现异常情况,LED 工作指示灯开始闪烁,同时控制纺纱机器停止工作。

(3)当纱线工作异常后,此时工作人员进行纱线检修,当检修完毕时,工作人员可按下按钮,工作指示灯停止闪烁,转为亮,表示纱线正常,纺纱机器可以继续工作。

依次循环执行以上步骤。

2 系统硬件电路及原理

该装置拟采用以AT89C2051单片机为核心的电路来实现,主要由AT89C2051 单片机、时钟电路、复位电路、断线检测模块、LED指示灯显示模块、纺纱机器控制模块、电源系统等电路组成。其电路如图1所示。

2.1 单片机最小系统

主要由AT89C2051 单片机、复位电路和时钟电路组成。其中AT89C2051 是美国Atmel 公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机,片内含2 KB的可反复擦写的只读程序存储器和128 B的随机数据存储器,器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS?51 指令系统,片内置通用8 位中央处理器和FLASH 存储单元,AT89C2051 单片机在电子类产品中有广泛的应用。时钟电路由AT89C2051的4、5脚的时钟端(XTAL1和XTAL2)以及晶振X1、电容C1 和C2 组成,采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路,主要由电阻R1 和电容C3 组成,分别接至AT89C2051 的RST复位输入端。

 

2.2 断线检测模块

由感丝器和光电耦合器组成,用来检测纱线有无断线。感丝器采用的是电磁感应原理,其结构简单,操作方便,适用范围广,不受环境湿度与丝线粗细影响,功耗低,性能稳定,广泛用于纺织行业丝线断头无损检测。

感丝器有白、棕、绿三种颜色引脚线,分别为信号输出、24 V DC、0 V.当过丝槽中有丝通过时,输出为24 V DC;当过丝槽中无丝通过时,输出0 V.因此根据断线检测电路可以发现,正常情况,单片机P3.2 引脚接收到高电平,当纱线出现异常时,单片机P3.2 引脚接收到低电平。

2.3 指令模块

主要由按键来实现,主要用来控制纺纱机器的运行与停止。

2.4 LED指示灯显示和控制模块

主要由LED 发光二极管、电阻R4 和控制机器的继电器组成。正常工作时,LED灯灭;如果检测到有纺纱断线,一方面需立即触发继电器动作,使纺纱机器停止运转,另一方面控制LED灯闪烁,提醒工人进行处理。

3 系统软件设计

3.1 软件设计思路

系统的软件设计采用C语言,可以大大提高程序编写时的效率。软件实现的关键是纺纱断线检测。纺纱断线检测通过单片机的外部中断来实现。由于当出现纺纱断线时,单片机P3.2引脚接收到低电平,所以可以用外部中断0的低电平触发方式来实现。因此当出现纺纱断线时,就进入外部中断0的中断服务程序进行纺纱断线标志的设置。软件实现的功能包括按键功能、继电器控制功能、LED 显示功能。主程序流程图如图2所示。[!--empirenews.page--]

 

 

其中系统初始化主要包括定时器0和外部中断0的中断的初始化。纺纱断线标志主要由外部中断0的中断服务函数和定时器0的来实现。其中定时,0中断服务函数用于5 s定时后启动外部中断0,外部中断0的中断服务函数用于设置纺纱断线标志并关闭外部中断0.

3.2 程序代码

限于篇幅,下面给出部分程序代码:

 

 

 

 

4 结语

该装置可以实现及时检测纱线断线状况,并控制继电器动作使电机停止,从而使纺纱机器停止工作,并通过LED 灯闪烁提醒工作人员,提高了纺纱断线检测的智能化程度。

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