内容发布更新时间 : 2024/7/8 4:13:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

前 言

20世纪80年代以来，从原料进入车间到纺成纱，以及织成布的各个工序都在提高自动监控水平的基础上加快了纺纱速度、缩短了纺纱生产周期，并逐步实现了许多自动生产线，纺纱生产有的实现了无人车间、无人工厂、无人工序，织造生产也在自动化进程中加快了步伐。自动化的实现及自动监控水平的实现，不仅减少了用工，提高机器运转效率，而且显著提高了半制品及成品质量，使棉纺织工业走向高科技阶段，估计再经过若干年时间，不论纺纱及织造工厂都将在自动化进程中向着更加完善、更加高级的水平发展，甚至会实现无人纺纱及织造工厂。

本篇论文围绕喷水织布机控制系统的设计，根据设计要求，介绍了织布机的发展概况，喷水织布机的工作原理，控制系统原理图的设计，软件流程图的绘制与程序的编写，并介绍了如何使用Protel 99SE 绘制原理图、出PCB图。

全文分五章，第1章为织布机概述，主要介绍了织布机的种类及发展概况、喷水织布机的结构组成、工作原理及控制、检测要求。第2章为硬件设计部分，详细说明了硬件部分的设计情况，包括设计方案的确定，主控制电路、整流控制电路及强电控制电路部分的设计、分析。第3章为软件设计部分，包括主程序、子程序流程图的绘制，主程序、中断子程序、延时子程序的编写和说明等。第4章为Protel 99SE的应用，介绍了Protel 99SE，并简单说明了如何应用Protel绘制系统原理图及PCB板。第5章主要写了做毕业设计的心得体会。

第1页

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

第一章 织布机概述

1.1 织布机简介

织布机分梭织机、喷水织机和喷气织机，由于梭织机惯性大、效率低，已基本淘汰，目前的织布机多为喷水织机和喷气织机，两者的织布原理基本相同。

喷水织机是利用高压水与纬纱之间的摩擦力，拉动纬纱穿过交错排列的上下交替运动的一根根经纱。经纱和纬纱交替过程中，经纱边交替上下运动边向前移动，每上下交替运动一次，高压水嘴喷出一跟纬纱。纬纱和经纱绕在各自的纱管上，自动放纱，每喷出一根纬纱，剪纱刀自动将其剪断。为使纬纱排紧，每喷一根纬纱，紧纱装置紧纱一次，使纬纱排列紧密。织成的布经吸水装置吸水后，卷到前方卷布筒上。原理图如图1-1所示。

1.2 检测的内容及要求

在喷水织布过程中，遇到故障必须立即停车，需检测的故障有：

（1）断纬。在正常工作中，每喷一次水，由接近开关产生一信号，同时探纬传感器也相应产生一信号，两信号同时送到探纬器。若探纬器只收到接近开关信号，没有收到探纬传感器信号，说明已经断纬，此时，探纬器立即发出停车信号，切断主电机电源，随后发出刹车信号，刹住织布机，停止运动，以免经纱继续向前走，造成织布故障，重新开机后，纬纱不连续，织出次品。

（2）电机过热。当电机温度过高，电机内部的过热保护装置发出信号，电机须停机，并立即刹车。

（3）左、右捻边纱，缠纬纱断纱，卷布筒张力过大，需停车、刹车。 （4）除了上述的故障发生，需停车外，当织布机长度达到设定长度时，也需要立即停车。

1.3织布机的控制要求

1.3.1 织布机的三只电机 1.主电机

主电机主要为织布机运动装置提供运动及动力。起动时，有两种方式：①Y形

第2页

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

起动，正常工作时也为Y形；②Δ-Y形起动，Δ形起动（起动快），经延时后切换成Y形正常运转，起动方式可由操作者选择。

2.风机电机

风机电机共两只，一只吹风，一只吸水，将吹风机吹出的水汽吸走。

图1-1 织布机原理

1.3.2 电机的控制

调整织布机各个运动机构位置时，可正、反点动主电机。此时风扇电机不需要起动。织布时，要先起动风扇电机，后起动主电机，否则主电机不起动。

第3页

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

1.3.3 刹车的控制

刹车装置为电磁铁，起动主电机织布时，刹车装置必须处于有效状态，即遇到故障时停车后能立即刹车。当刹车装置处于无效状态时，主电机不能起动。点动调整织布机时，刹车也应处于有效状态。松开点动按钮后，能立即刹住织布机。当刹车装置处于无效状态时，可用手工盘动织布机，以调整织布机运动机构位置。

1.3.4 指示灯

织布机有四盏指示灯。红色为电源指示灯，接通电源后，该灯亮；黄灯为织布（探纬）指示，正常工作时，该灯不停闪烁，断纬停车后，该灯只亮不闪烁；绿灯为电机过热、捻边纱、缠纬纱断纱指示，故障发生后停车时，该灯亮，故障不发生灯不亮；蓝灯为计长指示，设定长度达到后停车时指示，长度未达到不停车不亮。

1.3.5 直流电源

控制系统所需直流电源有四种：单片机工作电压5V，探纬器工作电压12V，控制按钮工作电压12V，刹车装置直流电压110V。上述四种直流电压经变压、整流后获得。刹车时加在电磁铁上的电压为110V，停车后，降为24V，这是通过控制系统软件，使电磁铁线圈处于通—断—通—断┅工作状态，改变通、断时间比，使线圈的平均电压为24V。如图1-2所示。

图1-2 刹车电压

第4页

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

第二章 硬件部分设计

硬件的设计主要包括两部分内容：电路原理图部分和PCB板图部分。

2.1 设计方案

根据毕业任务书，要求设计织布机控制系统。电路图包括强电与弱电两部分内容。弱电部分的直流电压由工业用电380V交流电压经整流滤波获得，包含主控电路与整流电路的设计。主控电路主要由单片机、控制电机实现正反转、点动、风机运转、电磁刹车、故障检测和各项运行指示电路组成，并使用光电耦合器耦合脉冲信号、隔离单片机系统的输入、输出部分,固态继电器控制系统输出口与强电电路接口。整流电路主要由整流变压器、二极管整流桥、滤波器和集成稳压器等环节组成。强电部分主要包括电气保护元件、接触器开关、电机等。

2.2 主控电路的设计

主控电路主要由单片机、控制电机实现正反转、正反点动、风机运转、电磁刹车、故障检测和各项运行指示电路组成，并使用光电耦合器耦合脉冲信号、隔离单片机系统的输入、输出部分，固态继电器控制系统输出口与强电电路接口。

1.89C2051在织布机控制系统中的应用分析

89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机，其主要特点为采用Flash存储器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，其程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。

（1）如图2-1所示，89C2051共15条I/O引脚，P1口共8脚，准双向端口，P3口共7脚，准双向端口，并且保留全部P3口的第二功能。在织布机控制系统电路图中，2051的P1口、P3口只作为双向I/O口使用，不使用P3口的第二

功能。

（2）外接晶体引脚XTAL1和XTAL2接外部振荡器信号，即把外部振荡器的信号直接连到内部时钟发生器的输入端。原理图中使用了12MHz晶振，则根据单片机CPU的工作时序，其4个周期的具体值计算如下：

第5页