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纱线拉力试验机测控系统的研制

更新时间:2017-03-01 来源:拉力试验机关闭

    安徽快3开奖结果 在车用轮胎帘子布的生产过程中,对原丝、成品丝、帘子布、子口布的拉伸性能进行检测是必不可少的的重要工序,检测的准确度直接关系到材料入厂、实验配方、成品出厂的标准等级和质量。拉伸性能是纱线的重要参数之一,拉伸速率对纱线的拉伸实验结果具有重要影响,纱线断裂强力也是衡量纱线品质、预测纱线在使用中断头发生率的重要指标。国内一些企业生产的材料试验机,部分已具有电脑测控系统,但大都属于通用型产品。由于测量模式、测量精度等原因不太适用于帘子布生产中的拉力试验,且多数不具备报表打印和上位机监控功能、并均不具有网络功能。目前,美、日、欧洲等国的电子强力仪大部分为通用的万能材料试验机,而专门用于单纤维测试的产品不多。国外的一些产品在其性能和测控功能上可满足纱线拉力试验的要求,但其价格昂贵。本课题研制纱线拉力试验机电脑测控系统,只需配用原有纱线拉力试验机的机械部分,即可实现纱线拉力试验的全部功能要求。

    1 纱线拉力试验机电脑测控系统

    1.1 电脑测控系统原理

    拉力试验机电脑测控系统的硬件组成如图1所示。

      主机中的现场数据采集处理电路以单片机为核心,采用高精度拉力传感器,高分辨光电编码器.采集现场拉力值和延伸量,经高精度A/D转换器获得数字化参数.由数据处理软件对获取参数进行分类统计,形成所需要的有效数据,经打印机输出测试报表.该电脑测控系统配有通讯功能,可将有关数据实时传至上位PC机,实时数据经软件处理后可在屏幕显示拉伸过程中的拉伸曲线,及时反映出异常断裂的情况.也可和远程管理系统PC进行通讯,及时上报检测数据.

    1.2 主机CPU控制系统的设计

    主机控制系统主要由单片机77E58、地址锁存器74HC373、数据存储器RAM6264、时钟芯片DS12887及UP监控芯片X25045等组成,电路原理图如图2所示。

      拉力试验机系统选用77E58高性能单片机,单片机片内含有32K程序存储器、双串行口、12个中断源,最高时钟频率可达到25MHz.在拉样过程中,每拉样40根,打印一次数据,每根试样要记录断裂强力值,断裂伸长值、定负荷力伸长值及定伸长负荷力值等项数据,为了对拉样数据进行缓存,系统扩展了8K数据存储器RAM6264.为了加强系统的可靠性和抗干扰能力,系统还扩展了专用up监控芯片X25045,它集看门狗定时器、复位控制器和串行E2PROM三种功能为一体,看门狗定时器对微处理器提供了独立的保护系统.一旦系统出现故障,在已选择的超时之后,RESET发出复位信号;VCC检测电路可使系统免受电压低的状况影响,当降到最小工作电压时,系统复位直到VCC返回到稳定为止;其4096位串口E2PROM,采用简单的3线总线SPI接口,其存储数据保证100a不丢失,拉力试验机用来保存用户设定的样品类型号,定负荷力点,定伸长点等项参数,对获取参数进行分类统计,形成所需要的有效数据.

    1.3 传感器系统

    拉力试验机系统所使用的传感器有两种,一种是应变式拉力传感器,用来测量纱线拉力;另一种是RE-D-1 000-A光栅编码器,用来测量延伸量,它每圈输出1 000个脉冲,且具有AB90°相位差+原点信号输出,同时又用来测量试验的拉伸速度。

    安徽快3开奖结果 1。4 自动返回定位系统

    拉力试验机系统由安装在机械装置上的光电开关和定位控制器组成。

    1.5 通讯模块

    在通讯过程中,波特率测量和收、发数据智能控制必须同步进行,否则就会造成通讯数据的丢失.测控系统主机与上位机系统之间采用RS-232或RS-485通讯方式,依据通讯距离和现场情况由用户选择,使用方便.

    2 纱线拉力试验机电脑测控系统主程序系统的主程序流程图见图3.

      系统主机软件由单片机汇编语言编写而成,采用结构化设计方法,把一个完整的程序分成若干个功能相对独立的子程序模块,各子程序块分别进行设计和调试,然后将调试好的子程序块连接起来进行调试,软件调试好后固化在77E58的32K程序存储器中.

    首先对77E58进行初始化,包括中断控制寄存器IE=#93H,允许串行口、INT0、T0中断;串行口控制寄存器SCON=#0C0H,11位工作模式,波特率可变,定时器控制寄存器TMOD=#21H,T1为8位自动装入定时方式,作为串行通讯波特率发生器;T0为16位定时方式.

    其次对LED显示进行初始化,显示初始工作状态:强力值=0,伸长值=0,试验序号=1;最后清工作单元和标志单元.初始化完成后,软件开始对键盘进行扫描,如有键按下,执行相应的键处理子程序,实现对各负荷力点、各定伸长点的参数设定,拉样总数的设定及日历时钟芯片的校时等功能.通过检测试验机上、下夹头的状态确定拉样是否开始,如均已闭合,则拉样开始,77E58以10m/s的速率对强力值、伸长值进行采样,直至试样断裂,LED屏上同步显示强力值、伸长值的大小和拉伸速度值.一批试样完成后,77E58对该批数据进行统计学分析,计算出平均值、不匀率等项指标,在EPSON LQ300K+上打印输出试验报表,并将数据通过RS-232串行接口发送给上位机.

    4 结论

    (1)该系统由微处理器、拉力测量部分、延伸量测量部分、自动返回定位单元、上位计算机和远程管理系统等部分组成,实现了对纱线试验过程中的断裂强力、断裂伸长、定负荷伸长等参数的检测,能对所测的数据进行分析计算并打印检测分析报告。各项技术指标满足工艺要求。

    (2)拉力试验机具有测试功能全、检测精度高、管理网络化和自动保护运行安全的特点,能满足不同用户需要,可替代进口产品,有广阔的推广应用前景.

    (3)拉力试验机完成了对多种类型纱线的各类参数测试.证明该系统设计合理,可靠性高,抗干扰能力强,使用简单、方便,在降低人员劳动强度、提高产品质量方面的效益显著.

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