摘　要：系統利用PC工控機通過信息處理的方法把提花織物的花型信息轉化為織機的控制信息，并通過程序控制電磁選針機構與織機的機械運動相配合來實現提花織造。設計中充分利用了可編程邏輯器件（CPLD）ATF1508AS來完成各種邏輯功能，研制出了結構簡單、高速、穩定的控制系統。 關鍵詞：PC104；程序控制；可編程邏輯器件（CPLD）；電磁選針 1　引　言 提花系統已在我國紡織行業廣泛應用，但傳統的提花系統大都采用單片機做控制單元，然而由于單片機本身結構與功能的限制，使系統的數據處理速度慢、抗干擾能力差，并且系統的各種工作狀態及操作狀態往往僅通過數碼管或發光二極管來顯示，顯示結果不直觀，這樣給操作工人帶來很大的不便。為了改善系統性能，提高織花效率，我們設計了該控制系統。本設計采用PC104工控機作為控制單元，提高了整個系統的抗干擾能力，且數據處理速度比原來提高了數倍，同時采用C語言編程，各種信息狀態在液晶屏上直接通過漢字顯示，具有良好的人機對話功能。 2　系統方案及結構 該系統主要由3部分構成：PC104轉接卡、電磁選針接口、軟件設計及編程。PC104轉接卡主要將工控機發送的織機控制信息進行驅動、轉換并發送給電磁選針接口，同時接收外界各種控制命令，如：停機、倒車、找緯等［1］。電磁選針接口將提花控制信息發送到織 針電路，并讀取校驗狀態、機械OE信號等。軟件程序功能：分析提花織物花型信息并轉換為織機控制信息，分析總線所讀取的各個狀態并實現人機對話。 2．1　PC104轉接卡的設計 轉接卡單元以并口擴展芯片8255A為核心，主要構成部分有：譯碼電路、驅動電路、并口擴展、輸入輸出接口等。 譯碼電路主要利用GAL16V8芯片的編程，對地址總線進行邏輯組合確定8255A的地址（0x208～0x20b）。8255A的3個擴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。PB口占用PB0為OE信號的輸入、PB1為校驗輸入端、PB2為機械維修信號。PC口定義為基本輸出口，PC4為時鐘端、PC5為數據信號、PC6為STB信號、PC7為停止信號［2］。 2．2　電磁選針接口設計與結構 電磁選針接口采用CPLD器件ATF1508AS將接口中所有的信號連接起來使硬件的調試軟件化，對電路時序及組合邏輯的修改極其方便。器件內部的時序和邏輯關系均用AHDL語言編程來實現［3，4］。ATF1508AS的內部設計可分為4個模塊：自動檢修電路、選針信號停機狀態進行檢修時，ATF1508AS將系統時鐘分頻得到內部OE和時鐘信號提供給織針電路，通過內部時鐘將維修數據發送到織針電路來對其進行檢測和維修。 正常工作時，ATF1508AS將轉接卡發送端的數據、時鐘、STB提花信號輸出至織針電路。OE合成模塊將正向的機械OE1、反向機械OE2、織針位置OE3按照織造工藝合成為最終有效的OE傳送給轉接卡。 校驗判斷模塊通過將織針電路返回的數據及校驗位進行邏輯判斷，來置轉接卡的校驗狀態，以判斷是否重新發送數據或故障提示。 電路原理如圖2所示，其中DB25插孔作為轉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——提花數據、時鐘、STB、停止信號等。ATF1508AS通過讀撥碼開關S1的狀態來確定是將內部OE、數據 和時鐘信號提供給織針電路來對其進行檢測和維修，還是將轉接卡發送端的提花信號輸出至織針電路進行提花織造。若是進行提花織造則按照織造工藝將正向的機械OE1、反向機械OE2、織針位置OE3進行邏輯合成，向轉接卡提供有效OE。 3　軟件設計及流程 提花數據發送時序如圖3所示。 由時序圖可看出在OE無效區（5/6 OE），程序可發出時鐘信號并在對應的數據位輸出提花信息。若校驗無誤，則置STB位，將數據輸出至織針電路，等待OE有效進行提花織造。若校驗結果為數據傳輸錯誤則再次發送數據，再次進行校驗。若數據傳輸連續3次錯誤則停機并提示數據傳輸故障。 每梭數據必須在OE無效區內正確發送到位，否則織造將出現漏織或跳織，故OE的周期及梭針的個數直接決定了數據時鐘的最長周期，但為了提高系統的抗干擾能力及考慮數據的傳輸故障的二次發送，時鐘周期又不能一味的縮短。故時鐘周期T的計算公式為： 　　T≤（5/6Toe）/3N 其中：Toe為OE的周期（機械轉數），N為每梭的織針數。提花數據發送流程如圖4所示。 本設計中數據時鐘的周期采用自適應控制方法，根據每梭數據的多少（N）自動選取延時系數來確定時鐘周期，從而達到系統既能在OE無效區內正確發送完數據，又能達到抗干擾的最優化。 4　結　語 　　經過現場測試表明該系統對于672針的龍頭，織速可達500梭/min。對于1 760針的龍頭，織速可達330梭/min，具有相當高的生產效率和穩定性。具有友好的人機界面，操作方便直觀。同時軟件的自適應設計使本系統可應用于不同針數的龍頭，也使系統的抗干擾能力大大提高，在國內具有領先地位。 參考文獻 ［1］　福瑞，陸培，王春燕，等．單片微機測控系統設計大全［M］．北京：北京航空航天大學出版社，1999． ［2］　周明德．微型計算機系統原理及應用［M］．北京：清華大學出版社，1999． ［3］　王金明，楊吉斌．數字系統設計與Verilog HDL［M］．北京：電子工業出版社，2002． ［4］　廖裕評，陸瑞強．CPLD數字電路設計［M］．北京：清華大學出版社，2002．