框絞機的斷線報警裝置的製作方法

2023-05-06 18:07:51 2

專利名稱：框絞機的斷線報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電線電纜製造領域，尤其涉及一種框絞機的斷線報警裝置。
背景技術：
框絞機在運轉過程中要求框絞體上的每一盤單線都是連續的，不允許有任 何一盤單線產生斷線而機器繼續運行的情況發生。這就需要用一種斷線報警裝 置來監控每盤單線的斷線情況。
原來的報警裝置是每個線盤有一個旋轉傳感器與信號控制器， 一個框絞機 體的所有報警信號串連在一起，然後連接到操作控制臺上。由於傳感器信號是 分開處理而不是集中處理， 一方面造成布線線路很多，另一方面增加安裝難度 以及佔用更大空間。而傳感器與控制器都由硬體組成，不便於調節斷線報警的 延時時間，而且整套裝置的成本較高。 發明內容
本實用新型主要為了解決上述技術問題，提供一種大大節省安裝空間與布 線線路，便於安裝，每個框絞機體只有一個信號控制器，節約成本的框絞機的 斷線報警裝置。
本實用新型的上述技術問題主要是通過如下技術方案得以解決的本實用 新型包括框絞機、線盤，線盤上裝有一齒輪或一周邊帶均勻分布圓孔的輪盤， 所述的線盤上設有傳感器，傳感器垂直正對齒輪的邊緣或輪盤的圓孔處；傳感器通過信號線與單片機相連，單片機的輸出信號接若干發光二極體及主機控制
器o
報警功能由傳感器與單片機來完成。每個線盤配置一個傳感器，而一個框 絞機體配置一個單片機。單片機接收傳感器的輸入信號，以判斷線盤是否斷線， 如果有線盤斷線，則輸出斷線信號給主機控制器及發光二極體，機器立即報警 停機。
作為優選，所述的單片機採用PIC18F452信號處理晶片，與單片機相連的 第一緩衝驅動器、第二緩衝驅動器、鎖存器是單片機的數據輸入與輸出的擴展 器件，其中第一緩衝驅動器與第二緩衝驅動器由74HC244晶片組成，作為單片 機的數據輸入器件，鎖存器由74HC373晶片組成，作為單片機的數據輸出器件； 傳感器接光耦，光耦接第一緩衝驅動器，發光二極體接鎖存器，若干選擇開關 與單片機相連；光耦、選擇開關、發光二極體為外圍器件，光耦由TLP281-4芯 片組成，為光電隔離器件；發光二極體為報警燈，用以指示發生斷線的線盤位 置；電源轉換模塊將外部輸入的24V電源轉換為各元器件的5V工作電源。
作為優選，所述的單片機的8位數據線直接與4片74HC244晶片組成的第 一緩衝驅動器、5片74HC244晶片組成的第二緩衝驅動器、4片74HC373晶片組 成的鎖存器的數據線連接；鎖存器與第一、第二緩衝驅動器的片選信號由單片 機的13位功能引腳直接實現或由單片機的功能引腳與一片38解碼器及一片反 向器組合完成；第一緩衝驅動器的30位輸入引腳連接8片TLP281-4組成的光 耦的30位輸出引腳；光耦的30位輸入引腳連接30路傳感器的信號線；第一緩 衝驅動器、光耦以及30路傳感器信號線組成單片機的傳感器信號輸入部分；第 二緩衝驅動器的38路輸入引腳連接38路選擇開關，其中4路為線盤選擇開關、4路為斷線報警延時開關、30路為線盤有效或無效開關，組成單片機的開關選 擇信號輸入部分；鎖存器的30路輸出引腳連接30路發光二極體組成的報警燈， 組成單片機的斷線報警燈數據輸出部分；報警信號由單片機的一位功能引腳直 接輸出給主機控制器；電源轉換模塊採用B2405S，它的5V輸出管腳和接地腳分 別與上述元器件的5V電源管腳和接地管腳連接。 本實用新型的有益效果是
一、 原來的傳感器為旋轉傳感器，是一種專用傳感器，成本較高，輸出的 信號須與控制器配合使用，有較大的局限性。本實用新型所用的傳感器為通用 的接近開關，輸出標準的開關信號，具有工作可靠、壽命長、功耗低、復定位 精度高、操作頻率高以及適應惡劣的工作環境等優點。
二、 一個單片機可以輸入幾十路傳感器信號，並可以根據框絞機體配置的 線盤數來選擇傳感器的數量，每一線盤對應一個傳感器，目前有6、 12、 18、 24、 30五種傳感器數量可以選擇。同時，每個傳感器在單片機上都有對應的有效無 效開關，只有開關0N時，該傳感器信號才有效，這樣，在實際應用中如果哪個 線盤不用，只要將相應的開關處於無效狀態即可。
三、 斷線報警延時時間可通過開關設定，有1秒、1.5秒、2秒、2.5秒、3 秒、3.5秒6擋可選擇，並可以根據用戶需求增加到16擋或更多。
四、 每個線盤在單片機上都有對應的報警指示燈，當發生斷線報警時，根 據報警指示燈就能迅速定位斷線線盤，而不須視察每個線盤的單線。
五、 每個線盤只須安裝一個傳感器，大大節省安裝空間與布線線路，更便 於安裝。每個框絞機體只有一個信號控制器，節約成本，大概只有原報警裝置 的30%左右。

圖1為本實用新型的一種電路連接原理框圖。
圖2為本實用新型安裝在框絞機上的一種結構示意圖。 圖3為圖2中A向剖視結構示意圖。
具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的 說明。
實施例1:本實施例的框絞機的斷線報警裝置，如圖1所示，圖1中的虛線
框部分為斷線報警裝置的控制器，傳感器io作為斷線報警裝置的信號發生器， 它採集信號並發送給控制器，由控制器處理信號。斷線報警裝置的24V輸入電 源由主機控制器提供，分別作為控制器和傳感器的工作電源。控制器與傳感器 為兩獨立部件，安裝在框絞體的不同部位，兩者通過信號線連接在一起。
斷線報警裝置的控制器，由軟體與硬體組成。它主要接收處理30路傳感器 信號，實現對每路信號的及時報警，以及完成選擇線盤數量、設定斷線報警延 時時間、點亮或熄滅報警燈等其它功能。
硬體部分如圖l所示，包括單片機l,本例中單片機採用PIC18F452信號 處理晶片。第一緩衝驅動器2、第二緩衝驅動器3、鎖存器4是單片機的數據輸 入與輸出的擴展器件，其中第一緩衝驅動器與第二緩衝驅動器由74HC244晶片 組成，作為單片機的數據輸入器件。鎖存器由74HC373晶片組成，作為單片機 的數據輸出器件。光耦5、選擇開關6、發光二極體7為外圍器件，光耦由TLP281-4 晶片組成，為光電隔離器件，既能實現將傳感器10的信號轉換為單片機能處理 的數位訊號，又能增強抗幹擾能力。發光二極體為報警燈，用以指示發生斷線的線盤位置。電源轉換模塊8作為單片機的電源器件，將外部輸入的24V電源 轉換為各元器件需要的5V工作電源。
具體實現過程單片機(PIC18F452)的8位數據線直接與第一緩衝驅動器 (4片74HC244晶片)、第二緩衝驅動器(5片74HC244晶片)、鎖存器(4片74HC373 晶片)的數據線連接。鎖存器與第一、第二緩衝驅動器的片選信號可以由單片 機的13位功能引腳直接實現，也可以由單片機的功能引腳與一片38解碼器及 一片反向器組合完成，本例採用的是後者，這樣可以擴展單片機的功能引腳， 為以後擴展線盤數量或增加其它功能做準備。第一緩衝驅動器的30位輸入引腳 連接光耦(8片TLP281-4組成)的30位輸出引腳，光耦的30位輸入引腳分別 連接30路傳感器的信號線。第一緩衝驅動器、光耦以及30路傳感器信號線組 成單片機的傳感器信號輸入部分。第二緩衝驅動器(5片74HC244芯處)的38 路輸入引腳連接38路開關(其中4路為線盤選擇開關、4路為斷線報警延時開 關、30路為線盤有效或無效開關)，組成單片機的開關選擇信號輸入部分。鎖存 器(4片74HC373晶片)的30路輸出引腳連接30路報警燈(30個發光二極體)， 組成單片機的斷線報警燈數據輸出部分。報警信號由單片機的一位功能引腳直 接輸出到主機控制器。電源轉換模塊(B2405S)的5V輸出管腳和地分別與各元 件的5V電源管腳和接地管腳連接。
傳感器作為斷線報警裝置的信號發生器，用來感應線盤的轉動情況，並輸 出信號。其具體實現過程是如圖2、圖3所示，線盤11上裝有一齒輪12，傳 感器10垂直正對齒輪12的邊緣。線盤轉動時，帶動齒輪同步轉動，傳感器固 定不動，齒輪的齒經過傳感器時，傳感器有感應，輸出高電平；齒輪齒間空格 經過傳感器時，傳感器無感應，輸出低電平。對於輪盤也是如此，這樣，線盤正常轉動時，傳感器就輸出高低間隔電平，作為單片機的輸入信號。若發生斷 線，則線盤停止不轉，傳感器的輸出電平恆為高電平或低電平。
軟體具體實現過程斷線報警裝置的程序保存在單片機內，上電後程序運 行，循環掃描第一緩衝驅動器與第二緩衝驅動器的數據。第一緩衝驅動器保存 傳感器的信號數據，第二緩衝驅動器保存線盤選擇開關、斷線報警延時開關、 線盤有效或無效開關的狀態數據。程序根據第二緩衝驅動器的狀態信息處理第 一緩衝驅動器的傳感器數據。首先，程序根據線盤選擇開關所選擇的線盤數讀 入相對應的線盤傳感器數據，並根據線盤有效或無效開關狀態處理有效傳感器 數據，線盤對應開關無效的傳感器數據不處理，在斷線延時開關所選擇的延時 時間內，如果某有效傳感器數據正常則該線盤正常運行，沒有斷線情況發生， 如果哪個有效傳感器的數據異常，即在延時時間內單片機輸入的傳感器數據恆 為0或1，則表明對應的線盤停止運轉，發生了斷線現象，則單片機輸出報警信 號給主機控制器，同時輸出數據到鎖存器，點亮斷線線盤對應的報警燈，再進 行下一輪掃描。
線盤選擇開關用來選擇本框絞體所安裝的線盤總數，這樣，當控制器運用 於安裝不同線盤數的框絞體時，只須通過開關選擇線盤數即可，而無須改變其 它硬體或軟體部分，4個開關組合選擇，最多可以選擇16種線盤數，根據實際 情況，目前有6盤、12盤、18盤、24盤、30盤5種線盤數可以選擇。斷線報 警延時開關用來控制從線盤發生斷線到控制器報警的間隔時間，4個延時開關可 以根據實際要求設定成不同的延時時間。實際應用中當框絞體快速運轉時，可 以將延時時間調低，運轉慢時，將延時時間調高，軟體根據延時開關狀態自動 調節讀入傳感器數據的頻率，以保證斷線報警的精度。每個線盤有效或無效開關與框絞體的線盤一一對應，如果開關無效，則該線盤即使斷線也不報警，以 保證實際工作中對框絞體每個線盤的靈活控制。
線盤發生斷線，控制器發出斷線報警信號，點亮斷線線盤對應的報警燈， 斷線故障解除，線盤重新運轉，控制器立即復位斷線報警信號，熄滅報警燈。
如圖2、圖3所示，本實施例的傳感器10安裝在框絞體14的線盤11處， 控制器15安裝在框絞體的一端。
權利要求1、一種框絞機的斷線報警裝置，包括框絞機、線盤，線盤上裝有一齒輪或一周邊帶均勻分布圓孔的輪盤，其特徵在於所述的線盤上設有傳感器，傳感器垂直正對齒輪的邊緣或輪盤的圓孔處；傳感器通過信號線與單片機相連，單片機的輸出信號接若干發光二極體及主機控制器。
2、 如權利要求1所述的框絞機的斷線報警裝置，其特徵在於所述的單片機 採用PIC18F452信號處理晶片，與單片機相連的第一緩衝驅動器、第二緩衝驅 動器、鎖存器是單片機的數據輸入與輸出的擴展器件，其中第一緩衝驅動器與 第二緩衝驅動器由74HC244晶片組成，作為單片機的數據輸入器件，鎖存器由 74HC373晶片組成，作為單片機的數據輸出器件；傳感器接光耦，光耦接第一緩 衝驅動器，發光二極體接鎖存器，若干選擇開關與單片機相連；光耦、選擇開 關、發光二極體為外圍器件，光耦由TLP281-4晶片組成，為光電隔離器件；發 光二極體為報警燈，用以指示發生斷線的線盤位置；電源轉換模塊將外部輸入 的24V電源轉換為各元器件的5V工作電源。
3、 如權利要求1或2所述的框絞機的斷線報警裝置，其特徵在於所述的單 片機的8位數據線直接與4片74HC244晶片組成的第一緩衝驅動器、5片74HC244 晶片組成的第二緩衝驅動器、4片74HC373晶片組成的鎖存器的數據線連接；鎖 存器與第一、第二緩衝驅動器的片選信號由單片機的13位功能引腳直接實現或 由單片機的功能引腳與一片38解碼器及一片反向器組合完成；第一緩衝驅動器 的30位輸入引腳連接8片TLP281-4組成的光耦的30位輸出引腳；光耦的30 位輸入引腳連接30路傳感器的信號線；第一緩衝驅動器、光耦以及30路傳感器信號線組成單片機的傳感器信號輸入部分；第二緩衝驅動器的38路輸入引腳 連接38路選擇開關，其中4路為線盤選擇開關、4路為斷線報警延時開關、30 路為線盤有效或無效開關，組成單片機的開關選擇信號輸入部分；鎖存器的30 路輸出引腳連接30路發光二極體組成的報警燈，組成單片機的斷線報警燈數據 輸出部分；報警信號由單片機的一位功能引腳直接輸出給主機控制器；電源轉 換模塊採用B2405S，它的5V輸出管腳和接地腳分別與上述元器件的5V電源管 腳和接地管腳連接。
專利摘要本實用新型涉及一種框絞機的斷線報警裝置，包括框絞機、線盤，線盤上裝有一齒輪或一周邊帶均勻分布圓孔的輪盤，線盤上設有傳感器，傳感器垂直正對齒輪的邊緣或輪盤的圓孔處；傳感器通過信號線與單片機相連，單片機的輸出信號接若干發光二極體及主機控制器。單片機接收傳感器的輸入信號，以判斷線盤是否斷線，如果有線盤斷線，則輸出斷線信號給主機控制器和發光二極體，機器立即報警停機，發光二極體指示斷線的線盤位置。使用本實用新型，每個線盤只須安裝一個傳感器，大大節省安裝空間與布線線路，更便於安裝，節約成本，報警指示清晰，便於及時作出處理。
文檔編號H01B13/02GK201383385SQ20092011809
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者包昌富 申請人:杭州三普機械有限公司