摘  要： 介紹了STC89C52單片機的特點及梭式織布機控制器的設計思想，對產品進行了初步試驗，實現了梭式織布機控制過程自動化，達到了提高織品質量和工作效率的目的。
關鍵詞： 單片機；經線斷；緯線斷；尋定位停車

    現在使用的有梭織布機是20世紀中期的產品，因其可靠性高、運行成本低和適應紗線范圍寬等特點，目前仍是國內中小型紡織廠的主力機型，市場占有率很高。有梭織布機存在學徒期長、產品品質低和工人勞動強度大的問題，使其成為企業挖潛改造的對象。如出現經、緯線斷時，因慣性的作用，機器停電后，由人工進行剎車，一般仍空轉數周。一是造成布面經、緯線的稀疏不勻，影響質量；二則需人工撥動手輪才能找準接線位置，勞動強度大，效率低。受企業和有關部門的委托，結合有梭織布機的特點，參考進口箭桿織布機和噴氣織布機控制系統的一些成熟經驗，開發了以STC89C52為核心的有梭織布機控制器。經實際運行，實現了有故障自動剎車及尋定位停車等功能，達到了提升產品質量和提高效率的目的。
1 工作原理
    系統以STC89C52為控制核心，由電源、設置按鍵、控制按鍵、顯示、控制輸出、信號輸入和編碼盤等部分組成。結構框圖如圖1所示。

   編碼盤裝有兩組磁鋼與曲軸同步運轉，通過兩只霍爾傳感器為控制器提供兩個重要的曲軸轉角位置信號：A點平車位（平車位曲軸90°），處理經線斷故障最佳位置，但不宜開車；B點后心位（后心位曲軸0°），是處理斷緯線故障和投梭的最佳位置。因此，當發生經線斷故障時，通過控制系統使曲軸準確停在A點。因A點開車極宜夾梭，處理完故障后按開車時系統自動反轉90°，準確返回B點。若發生緯線斷故障，機器將停在曲軸轉角B點上，處理完畢后，按開車則機器正常運行。
    當出現經線斷或緯線斷時，機器能夠及時停機并自動剎車，通過尋定位功能，準確停在最佳的處理故障位置，有利于故障的快速處置并實現開車無痕；開車時，自動選擇有利于投梭的位置再行開車，避免開車夾梭故障。
    參數設置功能由按鍵和LED顯示單元構成。通過修改參數，使產品適用不同機型、不同年代的各種有梭織布機。設置參數有反車延時、經斷延時、緯斷延時和單梭延時等。
2 硬件電路設計
2．1系統控制器STC89C52
    STC89C52是一款新型高性能兼容MS51的單片機。具有高抗靜電、寬電壓、適應溫度范圍寬的優點，其內部集成有看門狗、電源監控、EEPROM、時鐘增益控制和6機器周期控制電路，這些特色電路有效地提高了系統的可靠性。
2．2 輸入電路
    經光電隔離的共有10路信號輸入，分別為3路霍爾傳感器、1路斷經信號、1路斷緯信號和5路控制按鈕。為提高系統的抗干擾性能，在輸入電路中，采用了高速光耦隔離和輸入濾波等技術，確保系統的可靠性。傳感器輸入電路如圖2所示，控制信號輸入與此電路相同。

2．4 制動控制
    幅面從75 cm~320 cm的有梭織布機，配套0.8 kW~1.5 kW的三相電機驅動，屬小功率電機，采用AC380單相整流能耗制動方式。實踐證明，制動控制線路簡單，效果很好，但要嚴格控制制動時間。電路如圖4所示。
    剎車時交流接觸器J1、J2均斷開，J3吸合；A相經VD4是整流，加到電機，實施制動；VD3是保護二極管；R1、R2是限流電阻。
3 軟件設計
    軟件系統設計采用模塊化結構，由Keil C51 V7.0編譯。主程序框圖如圖5所示。

    由于工作現場電磁干擾較為復雜，抗干擾設計是系統的重點。首先對程序運行狀態和關鍵數據進行了備份，啟用了看門狗功能，當程序發生異常而使看門狗電路復位時，系統調用備份數據而不用重新全面初始化。其次，在程序的空閑空間和關鍵入口處設置了陷阱程序，當程序運行受到干擾時，確保程序指針及時、快速返回指定位置。另外，在主程序運行過程中設置了多處標志位，監控程序隨時根據標志位的變化，分析主程序運行是否正常，發現運行異常時及時修正。
有梭織機設計完成后，應用于僅有160臺織機的工廠中，經實際測試，尋定位停車誤差小于5°，開車布面無痕跡，機器狀態調整自動化，運行狀況良好。主要問題是剎車整流二極管易壞，能耗制動造成電機溫度升高，需要改進。