摘　要：系統(tǒng)利用PC工控機(jī)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(jī)的控制信息，并通過程序控制電磁選針機(jī)構(gòu)與織機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相配合來實(shí)現(xiàn)提花織造。設(shè)計(jì)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(jī)做控制單元，然而由于單片機(jī)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(jì)了該控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用PC104工控機(jī)作為控制單元，提高了整個(gè)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(shí)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(jī)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(jì)及編程。PC104轉(zhuǎn)接卡主要將工控機(jī)發(fā)送的織機(jī)控制信息進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)換并發(fā)送給電磁選針接口，同時(shí)接收外界各種控制命令，如：停機(jī)、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(yàn)狀態(tài)、機(jī)械OE信號(hào)等。軟件程序功能：分析提花織物花型信息并轉(zhuǎn)換為織機(jī)控制信息，分析總線所讀取的各個(gè)狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。 2．1　PC104轉(zhuǎn)接卡的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)接卡單元以并口擴(kuò)展芯片8255A為核心，主要構(gòu)成部分有：譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、并口擴(kuò)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(jìn)行邏輯組合確定8255A的地址（0x208～0x20b）。8255A的3個(gè)擴(kuò)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(hào)。PB口占用PB0為OE信號(hào)的輸入、PB1為校驗(yàn)輸入端、PB2為機(jī)械維修信號(hào)。PC口定義為基本輸出口，PC4為時(shí)鐘端、PC5為數(shù)據(jù)信號(hào)、PC6為STB信號(hào)、PC7為停止信號(hào)［2］。 2．2　電磁選針接口設(shè)計(jì)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(hào)連接起來使硬件的調(diào)試軟件化，對電路時(shí)序及組合邏輯的修改極其方便。器件內(nèi)部的時(shí)序和邏輯關(guān)系均用AHDL語言編程來實(shí)現(xiàn)［3，4］。ATF1508AS的內(nèi)部設(shè)計(jì)可分為4個(gè)模塊：自動(dòng)檢修電路、選針信號(hào)停機(jī)狀態(tài)進(jìn)行檢修時(shí)，ATF1508AS將系統(tǒng)時(shí)鐘分頻得到內(nèi)部OE和時(shí)鐘信號(hào)提供給織針電路，通過內(nèi)部時(shí)鐘將維修數(shù)據(jù)發(fā)送到織針電路來對其進(jìn)行檢測和維修。 正常工作時(shí)，ATF1508AS將轉(zhuǎn)接卡發(fā)送端的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、STB提花信號(hào)輸出至織針電路。OE合成模塊將正向的機(jī)械OE1、反向機(jī)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(yàn)判斷模塊通過將織針電路返回的數(shù)據(jù)及校驗(yàn)位進(jìn)行邏輯判斷，來置轉(zhuǎn)接卡的校驗(yàn)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(shí)鐘、STB、停止信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)提供給織針電路來對其進(jìn)行檢測和維修，還是將轉(zhuǎn)接卡發(fā)送端的提花信號(hào)輸出至織針電路進(jìn)行提花織造。若是進(jìn)行提花織造則按照織造工藝將正向的機(jī)械OE1、反向機(jī)械OE2、織針位置OE3進(jìn)行邏輯合成，向轉(zhuǎn)接卡提供有效OE。 3　軟件設(shè)計(jì)及流程 提花數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序如圖3所示。 由時(shí)序圖可看出在OE無效區(qū)（5/6 OE），程序可發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)并在對應(yīng)的數(shù)據(jù)位輸出提花信息。若校驗(yàn)無誤，則置STB位，將數(shù)據(jù)輸出至織針電路，等待OE有效進(jìn)行提花織造。若校驗(yàn)結(jié)果為數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤則再次發(fā)送數(shù)據(jù)，再次進(jìn)行校驗(yàn)。若數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)3次錯(cuò)誤則停機(jī)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(gè)數(shù)直接決定了數(shù)據(jù)時(shí)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(shí)鐘周期又不能一味的縮短。故時(shí)鐘周期T的計(jì)算公式為： 　　T≤（5/6Toe）/3N 其中：Toe為OE的周期（機(jī)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(jì)中數(shù)據(jù)時(shí)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(dòng)選取延時(shí)系數(shù)來確定時(shí)鐘周期，從而達(dá)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(dá)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(dá)500梭/min。對于1 760針的龍頭，織速可達(dá)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(jī)界面，操作方便直觀。同時(shí)軟件的自適應(yīng)設(shè)計(jì)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(xiàn) ［1］　福瑞，陸培，王春燕，等．單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)與Verilog HDL［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2002． ［4］　廖裕評(píng)，陸瑞強(qiáng)．CPLD數(shù)字電路設(shè)計(jì)［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2002．