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1、目 录摘要IAbstractII1 绪论1染整工艺的概述 1 1.1.1当前染整业的背景1我国纺织染整行业现状1染整机控制系统的原理1国内外的研究现状2本文的主要研究内容22.硬件设计2硬件系统组成2硬件系统技术路线和具体要求3硬件器件的选择42.3.1染整机控制器42.3.1.1 80C51的引脚及功能52.3.1.2 80C51的定时计数器的原理82.3.1.3 定时器/计数器的工作方式92.3.2 A/D转换器芯片ADC080992.3.2.1ADC0809的内部逻辑结构92.3.2.2 信号引脚图102.3.2.3 80C51单片机与ADC0809接口122.3.2.4 8路模拟通道选
2、择122.3.2.5 转换数据的传送122.3.3 D/A转换器芯片DAC0832132.3.3.1芯片DAC0832的引脚及功能132.3.3.2 DAC0832的工作方式162.3.4单片机的输出端口芯片162.3.4.1 8155的引脚极其功能162.3.4.2 8155的工作方式172.3.5看门狗电路182.3.6光电耦合器192.3.7整波电路202.3.8显示局部设计20213 三菱变频器213.1三菱变频器FRA-540的特性213.2回路端子说明22254 染整机控制系统的实现265 软件设计265.1程序流程图265.2程序编程33结论38参考文献40摘 要本文根据染整机控
3、制系统的需求，利用单片机系统中80C51芯片作为控制局部的核心元件，通过霍尔检测元件检测电机转速，光电隔离电路的电气隔离，整波电路的整波，以及ADC0809、DAC0832、8155等外围芯片，同三菱变频器FRA-540、染整机电动机相配合，实现了步速、步长的调整，使其工作在所期望的范围之内。染整机运行时，开始检测脉冲信号个数，并换算为当前布速。之后，比拟当前布速与实际布速之差是否小于1m，如果是小于1m话，不进行布速调整；否那么调整当前布速。【关键词】：染整机；单片机； 三菱变频器FRA-540； 霍尔检测元件；AbstractBased on the dyeing machine cont
4、rol system to the needs of SCM system as a 80 C51 chip control part of the core components, Hall through detection sensor for the detection of motor speed and optical isolation of the electrical circuit isolation, the whole circuit of the whole wave, and the Connection between ADC 0809, DAC0832, 815
5、5 for external chips, Inverter with Mitsubishi (FRA-540), tie dyeing machine motor to achieve the speed, step adjustment its work in the desired range.Dyeing machine operation, has begun testing pulse number, and the conversion rate for the current Bush. After Bush compared the current speed and the
6、 actual speed cloth difference is smaller than 1 m, if it is less than 1 m, no cloth speed adjustment; Otherwise, adjust the speed cloth.Keywords： Dyeing and Finishing Machine；SCM；Mitsubishi inverter (FRA-540)； Hall Sensor；1绪论 随着生活节奏的明显加快，我国服装消费升级和休闲化态势显著，这不仅给予品牌服装企业开展的空间，而且为面料的染整加工企业也提供了好的成长契机。印染及整
7、理是面料质地提升的重要环节，目前我国染整业整体仍存在着档次低、大批量生产、行业集中度分散的问题，消费和产业升级将催生新型染整企业的诞生和开展。1长期以来，中国纺织工业得益于具有丰富的纤维原料、相对廉价的劳动力资源等优势，成为世界最大的纺织品生产国。目前全国纤维加工总量已经到达2007万吨，占全球纤维加工量30%，棉纺、化纤、丝绸、印染、服装等主要纺织产品产量居世界首位。纺织品销售总值占全国生产总值的18%，在国民经济中占有重要的地位。但是，最近10年世界产业结构调整的过程中，兴旺国家把附加值不高、用工多、能耗大的纺织产品向开展中国家转移，如中国、印度、巴基斯坦等.而他们自己牢牢控制着新技术产品
8、的研发、先进装备的生产开发及信息技术在生产过程中及销售网络中的应用。可以说，中国的纺织大国地位主要源于较低的制造本钱和较低的劳动力价格。产品的附加值和创新能力还很薄弱，产品的质量水平低，对市场的快速反映能力滞后。因此，我国虽是纺织大国，但绝对不是纺织强国。染整作为纺织加工过程的关键环节，其过程包括前处理染色、印花后整理等工序。它对改善织物外观，改善使用性能，提高产品质量，增加花色品种等有重要作用，是决定纺织品附加值的直接环节，其工艺技术直接决定了产品质量水平。目前，我国的染整业还存在着很多问题，传统的生产方式和管理方法越来越成为染整行业开展的障碍，大局部印染企业的生产技术都比拟落后。染色、印花
9、、后整理的每个工序过程都与德、英、美、日、韩等兴旺国家存在着巨大的差距。在今后的开展过程中，我国要继续在世界纺织品市场的竞争中处于优势地位，高新技术的注入就显得十分迫切。测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得 到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。系统以单片机80C51为控制核心，用霍尔集成传感器作为测量电机转速的检测元件，经过单片机数据处理，传感器采用霍尔器件将电机的转速转化为脉冲信号，处理器采用
10、80C51单片机。计数器采用单片机片内计数器完成对脉冲的计数，通过单片机的内部数据的处理，来控制变频器，进而到达控制各同步电机单元速度的目地。随着染整工艺的开展，以电子计算机为主体的现代信息控制技术已经渗透到染整机械的各个领域。普遍采用电子、电脑控制电子技术的应用范围不断扩大，水平不断提高。自动化控制染整机染色已成为世界开展的趋势。另外，在水资源日益短缺环境污染不断恶化的情况下，环境保护已成为当今国内外最关注的话题。在生态环保技术方面，国际纺织业开展很快，国内外染整机制造商都更加注重环保节能，注重设备的效能，为有利于生态环保，力求做到染色工艺优化，减少化学药剂和能源消耗，以求到达高效，高速，短
11、流程的目的。1.4 课题主要研究内容系统是以单片机80C51为控制核心，用霍尔集成传感器作为测量转速的检测元件，与三菱变频器(FR-A540)组成简单易行、运行稳定、调速比大、调试方便的多单元同步变频调速系统。2硬件设计1变频调节器5个，用于驱动5个变频电机的运转，调速。2变频电机5台，用于驱动布辊的运转。3调速器1个，用于布速调整。4比例调节器1个，用于调整5个变频电机运行速度之间的配合，使布速在罐中运行速度均匀。5控制器1个，用于布速，布长，张力等信号的采集，运算。6显示器1组，可显示5位布长，2位布速，2位张力。5个变频器分别带动5个变频电机驱动主辊及4个从轴运转，通过比例调节器调节5个
12、电机的转速，使之到达罐中布速均匀运行的目的。控制机柜面板上没有布速显示，布长显示，张力显示，布速调节转钮及布长清0按钮。比例调节器和变频器控制器单元均设置在控制机柜内。如图2-1所示变频器1霍尔传感器M1M5M4M3M2变频器4变频器2变频器3变频器5布 速 调 整比 例 调 节 器张力传感器控 制 器显 示 器图2-1系统流程图 染整机的整个工作过程是在控制器的控制下运行的。控制器的硬件电路的设计应考虑本钱，功耗，可靠性等因素。染整机控制器需配置数码显示器，输入通道外围电路包括脉冲整电路，光电隔离，模拟开关， A/D 转换器，译码电路，看门狗电路，掉电保护电路，电源监视等。输入通道除了负责采
13、集转速传感器来的数字信号外，还要考虑与系统的之间的电平转换问题。输入通道与系统之间采用光电隔离方式，工作电源采用DC/DC 隔离电源。面板配置一个复位清零键，用于布长计数的清零。一个手动调速旋钮，用于布速的调整，一个八位LED 数码显示器，其中 5 位用于显示布长，3位用于显示布速，2 位显示布在罐内运行的张力(由于能力和时间问题没能实现)，整个控制器安装于控制柜中。配置“看门狗电路，防止因各种干扰和软件故障而造成系统死机的现象。硬件系统框图如图2-2所示。调速系统看门狗电 路张 力 传感 器A/D 转换霍 尔 传感 器整形 电 路处理器布长、布速、张力显示M1M2电源及掉电保护 220v +
14、5v +12v -12v 图2-2硬件系统框图我们选择80C51为控制器的核心元件。80C51是INTEL公司MCS-51系列单片机中最根本的产品，采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。 80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。 此外，80C51还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。2.3.1.1 80C51的引脚及功能80C51单片机采用40引脚双列直插封装DIP形式。80C51的内部结构图如图2
