摘  要： 介绍了STC89C52单片机的特点及梭式织布机控制器的设计思想，对产品进行了初步试验，实现了梭式织布机控制过程自动化，达到了提高织品质量和工作效率的目的。
关键词： 单片机；经线断；纬线断；寻定位停车

    现在使用的有梭织布机是20世纪中期的产品，因其可靠性高、运行成本低和适应纱线范围宽等特点，目前仍是国内中小型纺织厂的主力机型，市场占有率很高。有梭织布机存在学徒期长、产品品质低和工人劳动强度大的问题，使其成为企业挖潜改造的对象。如出现经、纬线断时，因惯性的作用，机器停电后，由人工进行刹车，一般仍空转数周。一是造成布面经、纬线的稀疏不匀，影响质量；二则需人工拨动手轮才能找准接线位置，劳动强度大，效率低。受企业和有关部门的委托，结合有梭织布机的特点，参考进口箭杆织布机和喷气织布机控制系统的一些成熟经验，开发了以STC89C52为核心的有梭织布机控制器。经实际运行，实现了有故障自动刹车及寻定位停车等功能，达到了提升产品质量和提高效率的目的。
1 工作原理
    系统以STC89C52为控制核心，由电源、设置按键、控制按键、显示、控制输出、信号输入和编码盘等部分组成。结构框图如图1所示。

   编码盘装有两组磁钢与曲轴同步运转，通过两只霍尔传感器为控制器提供两个重要的曲轴转角位置信号：A点平车位（平车位曲轴90°），处理经线断故障最佳位置，但不宜开车；B点后心位（后心位曲轴0°），是处理断纬线故障和投梭的最佳位置。因此，当发生经线断故障时，通过控制系统使曲轴准确停在A点。因A点开车极宜夹梭，处理完故障后按开车时系统自动反转90°，准确返回B点。若发生纬线断故障，机器将停在曲轴转角B点上，处理完毕后，按开车则机器正常运行。
    当出现经线断或纬线断时，机器能够及时停机并自动刹车，通过寻定位功能，准确停在最佳的处理故障位置，有利于故障的快速处置并实现开车无痕；开车时，自动选择有利于投梭的位置再行开车，避免开车夹梭故障。
    参数设置功能由按键和LED显示单元构成。通过修改参数，使产品适用不同机型、不同年代的各种有梭织布机。设置参数有反车延时、经断延时、纬断延时和单梭延时等。
2 硬件电路设计
2．1系统控制器STC89C52
    STC89C52是一款新型高性能兼容MS51的单片机。具有高抗静电、宽电压、适应温度范围宽的优点，其内部集成有看门狗、电源监控、EEPROM、时钟增益控制和6机器周期控制电路，这些特色电路有效地提高了系统的可靠性。
2．2 输入电路
    经光电隔离的共有10路信号输入，分别为3路霍尔传感器、1路断经信号、1路断纬信号和5路控制按钮。为提高系统的抗干扰性能，在输入电路中，采用了高速光耦隔离和输入滤波等技术，确保系统的可靠性。传感器输入电路如图2所示，控制信号输入与此电路相同。

2．4 制动控制
    幅面从75 cm~320 cm的有梭织布机，配套0.8 kW~1.5 kW的三相电机驱动，属小功率电机，采用AC380单相整流能耗制动方式。实践证明，制动控制线路简单，效果很好，但要严格控制制动时间。电路如图4所示。
    刹车时交流接触器J1、J2均断开，J3吸合；A相经VD4是整流，加到电机，实施制动；VD3是保护二极管；R1、R2是限流电阻。
3 软件设计
    软件系统设计采用模块化结构，由Keil C51 V7.0编译。主程序框图如图5所示。

    由于工作现场电磁干扰较为复杂，抗干扰设计是系统的重点。首先对程序运行状态和关键数据进行了备份，启用了看门狗功能，当程序发生异常而使看门狗电路复位时，系统调用备份数据而不用重新全面初始化。其次，在程序的空闲空间和关键入口处设置了陷阱程序，当程序运行受到干扰时，确保程序指针及时、快速返回指定位置。另外，在主程序运行过程中设置了多处标志位，监控程序随时根据标志位的变化，分析主程序运行是否正常，发现运行异常时及时修正。
有梭织机设计完成后，应用于仅有160台织机的工厂中，经实际测试，寻定位停车误差小于5°，开车布面无痕迹，机器状态调整自动化，运行状况良好。主要问题是刹车整流二极管易坏，能耗制动造成电机温度升高，需要改进。