络筒张力控制系统研究
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趁 测 与 控 制
・
机 械 研 究 与应 用 ・
络 筒 张力 控 制 系统研 究
刘艳红百度文库， 哲 ， 乐旗 贾 林
（ 青州第二炮兵士官学校 基础部 ， 山东 青州 ２２ ０ ６ ５０）
摘 要： 针对络筒工作过程 中纱线张力的随机 性和不稳定性 ， 出并 分析 了一种基 于单 片机的 闭环 式纱线张 力控 制 提 系统 ， 它可以实现纱线张力的实时控制 ， 并具有结构简单、 自动化程度 高等特点。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｃ ｏｄ ｎ ｅ ｒｎ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｉ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｅ ｙ ｒ ｅ ｓｏ ｎ ｗ ｎ ｉ ｇ ｗ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｌｓ ｄ —ｌｏ ａ ｎ ｓ ｒ ｃ ：Ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ａ ｄ ｍｎ ｓ ｎ ｎ ｔ ｉ ｔ ｆｔ ａ ｎ ｔｎ ｉｎ ｉ ｉ ｄ ｎ ｏ ｋｎ ｒ ｃ ｓ ，ａ ｃｏ ｅ ｏｈ ａ ｉ ｈ ｏ ｐ ｙｒ ｔ ｎ ｉｎ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉｇｅ—ｃ ｉ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｔ ｏ ｎｙ Ｃ ｌ ｒ ａｉｅｙ ｍ ｎ ｉｎ ｃ ｎ ｒｌｏ ｅ ｓｏ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｓｎ ｌ ｈ ｐ ｉ ｎ ｒ ｕ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｌ ａｌ ｅ ｌ ａ ｔ ｓｏ ｏ ｔｏ ｎ—ｌ ｅ ｕ ｌｏ ｈ ｓ ｏ ｏ ｚ ｅ ｉ ，ｂ ｔａｓ ａ ｎ ｍａ ｙ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｕ ｈ ａ ｉ ｌ ｔ ｃｕ ｅ ｉ ｈ ａ ｔｍａｉｎ ｎ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｓ ｃ ｓｍｐ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ，ｈ ｓ ｕ ｏ ｔ ． ｓ ｕ ｏ
作者筒介 ： 刘艳红（ ９２一 ， ， １８ ） 女 山东青州人 。 ， 教师 主要从事机械工程方面的教学工作。
・
９ ・ ６
趋 测 与 控 制
・
机械研究与应 用 ・
选 用 Ａ Ｃ ８ ９转 换器 件 ， 择 时 ， 要考 虑 Ａ Ｄ Ｄ ００ 选 主 ／
接 口 引。８ ５ ， ２ ５内部有 ３个 并行 的 ８位 ＩＯ接 口， ／ 分
不匀 … 。为此 ， 者 提 出 了一 种 新 型 的 闭环 式 纱 线 笔 轮上 绕 一 圈 后 ， Ｂ 出来 ， 从
张力 的控 制 量， 转换 成 并 Ｐ Ｍ 脉宽调制 信号 ， Ｗ 送给 张力 调 节 模 块 。张 力 调 节
图 ２ 磁粉制动器转轮式
张力调节装置
张力 控制 系统 ， 以转 轮作 为 张力 装 置 ， 它 以磁 粉 制 动
将前道工序运来 的纱线加工成容量较 大、 成形 良好、 有利于后道工序加工的无边或有边筒子， 而纱线张力
恒定络筒过程中筒纱卷绕密度均匀的关键因素。纱 线张力不稳 ， 则筒子纱卷绕密度不均匀， 造成纱线在 模块工 作原 理如 图 ２所 示 ， 在转 下游工序 （ 喷气 织 机 ） 绕 时 张力 波动 大 ， 子 染 色 纱 线从 Ａ点 进人转 轮 ， 退 筒
Ｌ ｕ Ｙ ｎ—ｈ ｎ ，Ｊａ Ｚ ｅ，Ｌ ｎ Ｌ ｉ ａ ｏ ｇ ｉ ｈ ｉ ｅ—ｑ ｉ
（ ａｉｄｐ ｒ ｅｔｆＱｎｚｏ ｃｎ ｒｌｒ ｒｅｎ ｌｇ ， ｉ ｚｏ ｈ ｎ ｏｇ ２２ ０ ， ｈ ａ Ｂ ｓ ｅａｔ ｎ ｉ ｈｕｓ ｏｄａｔｌ ｙｓ ｇａ ｃ ｌ ｅ Ｑｎ ｈｕＳ ａｄ ｎ ６５ ０ Ｃ ｉ ） ｓ ｍ ｏ ｇ ｅ ｉｅ ｅ ｔ ｏｅ ｇ ｎ
２ 张力控制系统工作原理
此 系统 总 共 包括 张力 数 据采 集 、 张力 控 制 、 张力
３ 张 力控 制 系统 硬 件设 计
３ １ ＶＯ接 口扩展 电路设计 ．
调节与执行、 张力设定与显示四大模块。工作原理如 图 １所示 。
图 １ 纱线张力控制系统原理图
图 ３ ８５ ２５与单 片机 的接 口电路
别称 为 Ａ、 、 Ｂ Ｃ口 ， 扩展 一 片 ８ ５ ２ ５则 可 扩 展 ２ ４位 并
转 换器 的位 数 、／ Ａ Ｄ转 换 器 的转 换 精 度 、 ／ Ａ Ｄ转换 器
的转换 速率 ， 及性 能指 标 、 系统 扩展 、 成本 等 因素 。其 接 口电路如 图 ４所 示 。
转轮 在 纱线 带 动 下转 动。
器为执行元件 ， 利用磁粉制动器输出可调的阻力矩对 纱线施 加 张力 ， 而实 现张力 的恒定 。 从
磁粉 制动器 给转轮相 反方 向 的阻尼转矩 ， 通过 调节 磁 粉制 动器输 出转矩 的大 小 则 可 间接 调 节施 加 给 纱线
的附加张力 的大小 。
关键词 ： 张力控 制 系统 ； 张力调 节装置 ； 单片机
中图分类号 ：Ｈｌ３ Ｔ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０６— ４ ４ ２ １ ）２— ０ ６— ２ １０ ４ １ （ ００ ０ ０ ９ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｙ ｒ ｔ ｎ ｉ ｎ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔｍ ｕｔ ｍ ａ ｉ ｎｄｅ ｓ ａ ｃ ｏ ａ ｎ ｅ ｓｏ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｏｆａ ｏ ｔｅ ｗｉ ｒ
Ｋｅ ｒｓ ｔｎｉ ｎ ｏ ｓｓ ｍ； ｅｓ ｎａｊｓ ｓ ； ｉ ｌ — ｈｐｅｇｎ ｙｗｏｄ ： ｅｓ ｎｃ ｔ ｌ ｙｔ ｏ ｏ ｒ ｅ ｔｎｉ ｄｕｔ ｅ ｓ ｇｅ ｃｉ ｎｉｅ ｏ ｔ ｎ
１ 引 言
络筒 是纺纱 后加 工和织 前准备 的重要 工序 ， 它是
上， 供用户 分 析 ； 一 方 面 ， 另 根 据模糊 控制 器计 算 ， 获得
张力传感器随时测量纱线的张力 ， 把测量信号经 过 Ａ Ｄ转换后输入给张力控制模块 ， ／ 控制模块一方
由于单 片 机 的 Ｉ０接 口有 限 ， ／ 而在 此 系统 中 ， 除
面将此数字量转换成相应的张力数据 ， 显示在液晶屏
收稿 日 ： １ ０ 一 ４ 期 ２ ０— ３ ｏ ０
了连接 Ａ Ｄ转换器、 ／ 键盘、 显示器外 ， 还扩展 了一片 存储器。故使用可编程芯片 ８５ ２５来扩展单片机 Ｉ０ ／
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机 械 研 究 与应 用 ・
络 筒 张力 控 制 系统研 究
刘艳红百度文库， 哲 ， 乐旗 贾 林
（ 青州第二炮兵士官学校 基础部 ， 山东 青州 ２２ ０ ６ ５０）
摘 要： 针对络筒工作过程 中纱线张力的随机 性和不稳定性 ， 出并 分析 了一种基 于单 片机的 闭环 式纱线张 力控 制 提 系统 ， 它可以实现纱线张力的实时控制 ， 并具有结构简单、 自动化程度 高等特点。
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作者筒介 ： 刘艳红（ ９２一 ， ， １８ ） 女 山东青州人 。 ， 教师 主要从事机械工程方面的教学工作。
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９ ・ ６
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选 用 Ａ Ｃ ８ ９转 换器 件 ， 择 时 ， 要考 虑 Ａ Ｄ Ｄ ００ 选 主 ／
接 口 引。８ ５ ， ２ ５内部有 ３个 并行 的 ８位 ＩＯ接 口， ／ 分
不匀 … 。为此 ， 者 提 出 了一 种 新 型 的 闭环 式 纱 线 笔 轮上 绕 一 圈 后 ， Ｂ 出来 ， 从
张力 的控 制 量， 转换 成 并 Ｐ Ｍ 脉宽调制 信号 ， Ｗ 送给 张力 调 节 模 块 。张 力 调 节
图 ２ 磁粉制动器转轮式
张力调节装置
张力 控制 系统 ， 以转 轮作 为 张力 装 置 ， 它 以磁 粉 制 动
将前道工序运来 的纱线加工成容量较 大、 成形 良好、 有利于后道工序加工的无边或有边筒子， 而纱线张力
恒定络筒过程中筒纱卷绕密度均匀的关键因素。纱 线张力不稳 ， 则筒子纱卷绕密度不均匀， 造成纱线在 模块工 作原 理如 图 ２所 示 ， 在转 下游工序 （ 喷气 织 机 ） 绕 时 张力 波动 大 ， 子 染 色 纱 线从 Ａ点 进人转 轮 ， 退 筒
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２ 张力控制系统工作原理
此 系统 总 共 包括 张力 数 据采 集 、 张力 控 制 、 张力
３ 张 力控 制 系统 硬 件设 计
３ １ ＶＯ接 口扩展 电路设计 ．
调节与执行、 张力设定与显示四大模块。工作原理如 图 １所示 。
图 １ 纱线张力控制系统原理图
图 ３ ８５ ２５与单 片机 的接 口电路
别称 为 Ａ、 、 Ｂ Ｃ口 ， 扩展 一 片 ８ ５ ２ ５则 可 扩 展 ２ ４位 并
转 换器 的位 数 、／ Ａ Ｄ转 换 器 的转 换 精 度 、 ／ Ａ Ｄ转换 器
的转换 速率 ， 及性 能指 标 、 系统 扩展 、 成本 等 因素 。其 接 口电路如 图 ４所 示 。
转轮 在 纱线 带 动 下转 动。
器为执行元件 ， 利用磁粉制动器输出可调的阻力矩对 纱线施 加 张力 ， 而实 现张力 的恒定 。 从
磁粉 制动器 给转轮相 反方 向 的阻尼转矩 ， 通过 调节 磁 粉制 动器输 出转矩 的大 小 则 可 间接 调 节施 加 给 纱线
的附加张力 的大小 。
关键词 ： 张力控 制 系统 ； 张力调 节装置 ； 单片机
中图分类号 ：Ｈｌ３ Ｔ １
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０６— ４ ４ ２ １ ）２— ０ ６— ２ １０ ４ １ （ ００ ０ ０ ９ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｙ ｒ ｔ ｎ ｉ ｎ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔｍ ｕｔ ｍ ａ ｉ ｎｄｅ ｓ ａ ｃ ｏ ａ ｎ ｅ ｓｏ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｏｆａ ｏ ｔｅ ｗｉ ｒ
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１ 引 言
络筒 是纺纱 后加 工和织 前准备 的重要 工序 ， 它是
上， 供用户 分 析 ； 一 方 面 ， 另 根 据模糊 控制 器计 算 ， 获得
张力传感器随时测量纱线的张力 ， 把测量信号经 过 Ａ Ｄ转换后输入给张力控制模块 ， ／ 控制模块一方
由于单 片 机 的 Ｉ０接 口有 限 ， ／ 而在 此 系统 中 ， 除
面将此数字量转换成相应的张力数据 ， 显示在液晶屏
收稿 日 ： １ ０ 一 ４ 期 ２ ０— ３ ｏ ０
了连接 Ａ Ｄ转换器、 ／ 键盘、 显示器外 ， 还扩展 了一片 存储器。故使用可编程芯片 ８５ ２５来扩展单片机 Ｉ０ ／