摘　要：系統(tǒng)利用PC工控機通過信息處理的方法把提花織物的花型信息轉(zhuǎn)化為織機的控制信息，并通過程序控制電磁選針機構(gòu)與織機的機械運動相配合來實現(xiàn)提花織造。設(shè)計中充分利用了可編程邏輯器件（CPLD）ATF1508AS來完成各種邏輯功能，研制出了結(jié)構(gòu)簡單、高速、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：PC104；程序控制；可編程邏輯器件（CPLD）；電磁選針 1　引　言 提花系統(tǒng)已在我國紡織行業(yè)廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的提花系統(tǒng)大都采用單片機做控制單元，然而由于單片機本身結(jié)構(gòu)與功能的限制，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度慢、抗干擾能力差，并且系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)及操作狀態(tài)往往僅通過數(shù)碼管或發(fā)光二極管來顯示，顯示結(jié)果不直觀，這樣給操作工人帶來很大的不便。為了改善系統(tǒng)性能，提高織花效率，我們設(shè)計了該控制系統(tǒng)。本設(shè)計采用PC104工控機作為控制單元，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力，且數(shù)據(jù)處理速度比原來提高了數(shù)倍，同時采用C語言編程，各種信息狀態(tài)在液晶屏上直接通過漢字顯示，具有良好的人機對話功能。 2　系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成：PC104轉(zhuǎn)接卡、電磁選針接口、軟件設(shè)計及編程。PC104轉(zhuǎn)接卡主要將工控機發(fā)送的織機控制信息進行驅(qū)動、轉(zhuǎn)換并發(fā)送給電磁選針接口，同時接收外界各種控制命令，如：停機、倒車、找緯等［1］。電磁選針接口將提花控制信息發(fā)送到織 針電路，并讀取校驗狀態(tài)、機械OE信號等。軟件程序功能：分析提花織物花型信息并轉(zhuǎn)換為織機控制信息，分析總線所讀取的各個狀態(tài)并實現(xiàn)人機對話。 2．1　PC104轉(zhuǎn)接卡的設(shè)計 轉(zhuǎn)接卡單元以并口擴展芯片8255A為核心，主要構(gòu)成部分有：譯碼電路、驅(qū)動電路、并口擴展、輸入輸出接口等。 譯碼電路主要利用GAL16V8芯片的編程，對地址總線進行邏輯組合確定8255A的地址（0x208～0x20b）。8255A的3個擴展口功能的定義如下：PA口定義為基本輸入口，用來讀入外界的人工控制信號。PB口占用PB0為OE信號的輸入、PB1為校驗輸入端、PB2為機械維修信號。PC口定義為基本輸出口，PC4為時鐘端、PC5為數(shù)據(jù)信號、PC6為STB信號、PC7為停止信號［2］。 2．2　電磁選針接口設(shè)計與結(jié)構(gòu) 電磁選針接口采用CPLD器件ATF1508AS將接口中所有的信號連接起來使硬件的調(diào)試軟件化，對電路時序及組合邏輯的修改極其方便。器件內(nèi)部的時序和邏輯關(guān)系均用AHDL語言編程來實現(xiàn)［3，4］。ATF1508AS的內(nèi)部設(shè)計可分為4個模塊：自動檢修電路、選針信號停機狀態(tài)進行檢修時，ATF1508AS將系統(tǒng)時鐘分頻得到內(nèi)部OE和時鐘信號提供給織針電路，通過內(nèi)部時鐘將維修數(shù)據(jù)發(fā)送到織針電路來對其進行檢測和維修。 正常工作時，ATF1508AS將轉(zhuǎn)接卡發(fā)送端的數(shù)據(jù)、時鐘、STB提花信號輸出至織針電路。OE合成模塊將正向的機械OE1、反向機械OE2、織針位置OE3按照織造工藝合成為最終有效的OE傳送給轉(zhuǎn)接卡。 校驗判斷模塊通過將織針電路返回的數(shù)據(jù)及校驗位進行邏輯判斷，來置轉(zhuǎn)接卡的校驗狀態(tài)，以判斷是否重新發(fā)送數(shù)據(jù)或故障提示。 電路原理如圖2所示，其中DB25插孔作為轉(zhuǎn)接卡接口和電磁選針接口的信息交換通道來傳遞各種信息——提花數(shù)據(jù)、時鐘、STB、停止信號等。ATF1508AS通過讀撥碼開關(guān)S1的狀態(tài)來確定是將內(nèi)部OE、數(shù)據(jù) 和時鐘信號提供給織針電路來對其進行檢測和維修，還是將轉(zhuǎn)接卡發(fā)送端的提花信號輸出至織針電路進行提花織造。若是進行提花織造則按照織造工藝將正向的機械OE1、反向機械OE2、織針位置OE3進行邏輯合成，向轉(zhuǎn)接卡提供有效OE。 3　軟件設(shè)計及流程 提花數(shù)據(jù)發(fā)送時序如圖3所示。 由時序圖可看出在OE無效區(qū)（5/6 OE），程序可發(fā)出時鐘信號并在對應(yīng)的數(shù)據(jù)位輸出提花信息。若校驗無誤，則置STB位，將數(shù)據(jù)輸出至織針電路，等待OE有效進行提花織造。若校驗結(jié)果為數(shù)據(jù)傳輸錯誤則再次發(fā)送數(shù)據(jù)，再次進行校驗。若數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)3次錯誤則停機并提示數(shù)據(jù)傳輸故障。 每梭數(shù)據(jù)必須在OE無效區(qū)內(nèi)正確發(fā)送到位，否則織造將出現(xiàn)漏織或跳織，故OE的周期及梭針的個數(shù)直接決定了數(shù)據(jù)時鐘的最長周期，但為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力及考慮數(shù)據(jù)的傳輸故障的二次發(fā)送，時鐘周期又不能一味的縮短。故時鐘周期T的計算公式為： 　　T≤（5/6Toe）/3N 其中：Toe為OE的周期（機械轉(zhuǎn)數(shù)），N為每梭的織針數(shù)。提花數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖4所示。 本設(shè)計中數(shù)據(jù)時鐘的周期采用自適應(yīng)控制方法，根據(jù)每梭數(shù)據(jù)的多少（N）自動選取延時系數(shù)來確定時鐘周期，從而達到系統(tǒng)既能在OE無效區(qū)內(nèi)正確發(fā)送完數(shù)據(jù)，又能達到抗干擾的最優(yōu)化。 4　結(jié)　語 　　經(jīng)過現(xiàn)場測試表明該系統(tǒng)對于672針的龍頭，織速可達500梭/min。對于1 760針的龍頭，織速可達330梭/min，具有相當(dāng)高的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。具有友好的人機界面，操作方便直觀。同時軟件的自適應(yīng)設(shè)計使本系統(tǒng)可應(yīng)用于不同針數(shù)的龍頭，也使系統(tǒng)的抗干擾能力大大提高，在國內(nèi)具有領(lǐng)先地位。 參考文獻 ［1］　福瑞，陸培，王春燕，等．單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999． ［2］　周明德．微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用［M］．北京：清華大學(xué)出版社，1999． ［3］　王金明，楊吉斌．?dāng)?shù)字系統(tǒng)設(shè)計與Verilog HDL［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2002． ［4］　廖裕評，陸瑞強．CPLD數(shù)字電路設(shè)計［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2002．