專利名稱：一種單系統電腦橫機控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單系統電腦橫機控制系統。
背景技術：
隨著國內電腦橫機的飛躍發展，廠家對控制器的要求也逐步在提高，目前在這個行業中的問題主要體現在三個方面1、成本問題；2、故障維護問題；3、產品系列化帶來的配件選擇匹配問題。這個三方面的問題相互關聯，相互矛盾。如何合理的設計產品的功能與性能，如何合理的制訂規范對配件提出相應的要求，如何合理的設置接口技術指標，是能否解決這些問題的關鍵。國內橫機的技術起步的比較晚，發展快速。在飛躍發展的同時，相關的配套技術發展并不是很理想。國內橫機發展的開始都是以仿造為主，工程技術人員沒有系統化設計思想，機器設計工程師只懂得結構設計以及原理實現，并沒有考慮材料變形、傳動慣量以及部件電氣特性，并沒有考慮穩定性余量與加工偏差，而且加工檢測設備非常落后。在這么多的約束條件下，很難有大的技術超越。對于設計電腦橫機控制系統的廠家，不僅要對系統內各個控制對象進行大量的研究，還要對外圍的部件以及傳動機構的特性進行系統化的研究，制定出合理的部件以及傳動機構的技術標準以及檢驗手段。
發明內容
本發明針對現有技術存在的問題，提供了一種單系統電腦橫機控制系統，使橫機控制系統結構簡單化、功能模塊化、性能高檔化，具有較高的性價比。為此，本發明的米取如下技術方案一種單系統電腦橫機控制系統，包括主控模塊、機頭模塊、人機交互模塊和多個功能模塊，其特征在于所述主控模塊、機頭模塊和人機交互模塊的控制核心為ARM芯片，所述主控模塊和機頭模塊通過CAN總線通訊，所述的主控模塊和人機交互模塊通過LAN通訊。所述的機頭模塊為單板結構。所述的多個功能模塊分別通過數據接口與主控模塊連接。所述的CAN總線通訊包括指令對答、指令廣播、數據塊讀寫。本發明在電腦橫機共性技術的基礎上，基于ARM核的嵌入式系統為中心控制單元與FPGA技術,米用分布式體系結構，以聞速的LAN通訊與CAN通訊為信息傳輸橋梁，開發了一套具有自主知識產權、并以“結構簡單化、功能模塊化、性能高檔化”為特點的橫機控制系統，主要具有以下特點1)簡化的外圍電路。各模塊的電路設計都選擇合理的ARM核作為控制核心，這些ARM芯片具有豐富的硬件接口，大大的簡化了系統的外圍電路的復雜度， 使得產品大大提高了穩定的同時又很大程度降低了成本；2)簡化的機頭結構。機頭模塊采用單板結構并與主板采用CAN總線直接聯接，簡化了機頭的復雜結構，方便產品的市場維護與返修，在降低成本的同時又提高了系統的穩定性；3)多進程超寬數據通道。人機交互模塊與主控模塊采用100M的LAN通訊，滿足了大批量的數據以文件方式在兩模塊間進行高速的傳輸；主控模塊與機頭模塊采用CAN總線通訊，該通訊通過實時的指令命令控制各個部件的動作的同時還具備適應大數據量傳輸的文件傳輸方式。系統分別建立不同的數據緩沖區實現多通道多類型數據的實時傳輸，在保證正確的基礎上，快速的進行數據傳輸；4) 功能模塊化設計策略。系統的各個功能按模塊單獨設計，采用數據接口的方式進行聯接，各功能模塊程序規范獨立，模塊間無互相耦合之變量，所有關系發生在數據接口的變量之中； 5)實時優化系統的應用。系統的測控任務具有多樣化，其中有些測控量對實時性的要求很高，本系統采用FPGA先進的內部硬件處理實時性要求高的測控對象，簡化主核心芯片的工作負擔。
圖I是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。如圖I 所示的單系統電腦橫機控制系統，包括主控模塊2、機頭模塊3、人機交互模塊I和多個功能模塊，主控模塊2、機頭模塊3和人機交互模塊I的控制核心為ARM芯片，主控模塊2和機頭模塊3通過CAN總線通訊，主控模塊2和人機交互模塊I通過LAN通訊，機頭模塊3為單板結構，多個功能模塊分別通過數據接口與主控模塊連接。CAN總線通訊包括指令對答、指令廣播、數據塊讀寫等通訊方式。本發明在主芯片選型上，我們選擇了集成度更高的ARM核作為主芯片，大大的簡化了存儲器外擴、CAN總線外擴、LAN總線外擴等電路。機頭模塊采用了單板結構，簡化了多板連接的方式，縮小了機頭箱體積，方便了維修，增加了穩定性的同時也較大的降低了成本。本發明的CAN通訊分為指令對答、指令廣播、數據塊讀寫等通訊方式。指令對答通訊指主動方發出指令請求后，從動方根據指令請求的內容發送應答指令給從動方；指令廣播通訊指主動方單方向從動方發送實時數據，從動方根據指令進行動作，系統的選針數據以及紗嘴、三角等動作指令都是該通訊方式；數據塊讀寫指主動方向從動方傳遞或者獲得大批量數據塊，本系統采用文件方式進行數據塊讀寫。為了實現這三大類型數據的通訊，設計了專業的底層通訊代碼，采用多緩沖區的方式，設計了公共接收數據子函數，上層程序將各類通訊獨立，最終達到各方式的通訊獨立實時，相互無影響。根據功能模塊的設計實現電腦橫機各個功能，能夠通過對花型文件的解碼，實現成圈、集圈、翻針、分針、放針、平收針、明收針、直接開領等編織。能夠實現歸零、鎖行、循環、 片展開、紗嘴交換等輔助功能。系統配備了各種保護功能確保設備安全穩定的運行。系統具備機頭超速超限、撞針、浮紗、斷線、反卷等故障報警功能，同時系統還設計了機頭各部件預防保護電路，確保電路發生故障時候提前切斷電源預防部件的損毀，在部件損毀短路后能夠切斷電源保護電路，并提供報警以及故障檢測接口方便維修。通過對函數可導的研究，建立數學模型，確定一套用于控制主電機平穩升降速的算法，預算生成用于該算法的二階差分表，并通過FPGA實現該泰勒公式的離散量控制輸出，實現機頭快速平穩的換向，在平穩運行的基礎上實現高效編織。解決該問題首先要建立實用于電機平穩升降速的模型函數，該函數必須是一個可導的函數，然后將該函數進行泰勒展開，二階算法采用泰勒展開的前三項，即常數項、一次級數項以及二次級數項。然后將此三項進行Z變化，根據得到的Z變化公式以及傳遞函數時間常數預算出二階表格，將二階表格發生給FPGA，通過FPGA實現具體的算法。最后，采用跌代法，找出正確的時間常數。當新款機型或者系統的傳動發生改動時候，都要重新跌代找出新的時間常數，寫入到程序中。 采用二階的升降速算法，可以很好的達到平穩快速的升降速。采用文字加圖標的方法，圖標進行專業的美工設計，使各個界面的面貌煥然一新， 更加有層次感；同時文字的提示，更加明確了控件的作用，方便初學者對功能記憶與認識。 在保留原有風格的基礎上對各個界面的合理性進行更加優化的設計，即適應了老用戶的使用習慣又給新用戶帶來了方便。最后，應當指出，以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種單系統電腦橫機控制系統，包括主控模塊、機頭模塊、人機交互模塊和多個功能模塊，其特征在于所述主控模塊、機頭模塊和人機交互模塊的控制核心為ARM芯片，所述主控模塊和機頭模塊通過CAN總線通訊，所述的主控模塊和人機交互模塊通過LAN通訊。
2.根據權利要求I所述的一種單系統電腦橫機控制系統，其特征在于所述的機頭模塊為單板結構。
3.根據權利要求I或2所述的一種單系統電腦橫機控制系統，其特征在于所述的多個功能模塊分別通過數據接口與主控模塊連接。
4.根據權利要求3所述的一種單系統電腦橫機控制系統，其特征在于所述的CAN總線通訊包括指令對答、指令廣播、數據塊讀寫。
全文摘要
本發明涉及一種單系統電腦橫機控制系統。現有的電腦橫機控制系統結構復雜，價格較高。本發明包括主控模塊、機頭模塊、人機交互模塊和多個功能模塊，其特征在于所述主控模塊、機頭模塊和人機交互模塊的控制核心為ARM芯片，所述主控模塊和機頭模塊通過CAN總線通訊，所述的主控模塊和人機交互模塊通過LAN通訊。本發明選擇了集成度更高的ARM核作為主芯片，大大的簡化了存儲器外擴、CAN總線外擴、LAN總線外擴等電路。機頭模塊采用了單板結構，簡化了多板連接的方式，縮小了機頭箱體積，方便了維修，增加了穩定性的同時也較大的降低了成本。
文檔編號D04B15/99GK102591235SQ20121003994
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者沈水軍, 王田俊, 章勝良, 胡榮杰 申請人:杭州致格智能控制技術有限公司