具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图2所示，本发明提供一种纺丝热辊加热及驱动控制器的替代装置，包括工艺设置电脑1和主控制板2，所述的工艺设置电脑1与主控制板2之间电连接，它还包括用于模拟变频器与主控制板2之间通信的第一控制器和用于模拟温控器与主控制板2之间通信的第二控制器，所述的第二控制器与主控制板2之间电连接，所述的第一控制器分别与工艺设置电脑1和主控制板2电连接，本发明的优点是设第一控制器，用于模拟变频器与主控制板2之间通信，设第二控制器，用于模拟温控器与主控制板2之间通信，这样就可以拆掉变频器和温控器，有利于生产，因减少在用变频器和温控器，可以降低电气故障率，从而减少电气故障对生产的影响；有利于前纺电仪的维修工作：一方面，在用电气故障率的下降，可减少电仪维修工作量；另一方面，由于增多了备用变频器和温控器，电仪技术人员可以有充足时间维修故障电器，从而提高维修质量。

所述的第一控制器包括第一控制芯片6、第一通信芯片7和第二通信芯片8，所述的主控制板2、第一通信芯片7、第一控制芯片6和第二通信芯片8首尾电连接形成闭环，设定速度信号从工艺设置电脑1发出依次经过主控制板2和第一通信芯片7送达到第一控制芯片6，反馈速度信号从第一控制芯片6发出依次经过第二通信芯片8和主控制板2送达到工艺设置电脑1，便于模拟变频器与主控制板之间通信。

它还包括第三通信芯片5，所述的第三通信芯片5电连接工艺设置电脑1和第一控制芯片6。

它还包括USB/485通信转换器9，所述的工艺设置电脑1和第三通信芯片5通过USB/485通信转换器9连接，在工艺设置电脑1上新编一个监测、记录程序，替代装置与其他部位的替代装置组成一个网络，再经过一个USB/485通信转换器9，将各部位的横动、锭子变频器的频率发送到工艺设置电脑1，以便于工艺、管理人员的检查、追溯，通过对替代装置的扩展开发并在工艺设置电脑1中编写监测、记录程序，提高了解决产品质量问题的效率，同时也有利于生产车间对生产过程的管理。

它还包括第三通信接口10，所述的第三通信芯片5和USB/485通信转换器9通过第三通信接口10连接，第三通信接口10为RS485接口。

它还包括第一通信接口11，所述的第一通信芯片7和第二通信芯片8均通过第一通信接口11与主控制板2连接，便于通信。

所述的第二控制器包括第二控制芯片12、第四通信芯片13和第五通信芯片14，所述的主控制板2、第四通信芯片13、第二控制芯片12和第五通信芯片14首尾电连接形成闭环，设定温度信号从工艺设置电脑1发出依次经过主控制板2和第四通信芯片13送达到第二控制芯片12，反馈温度信号从第二控制芯片12发出经过第五通信芯片14和主控制板2送达到工艺设置电脑1，便于模拟。

它还包括第二通信接口15，所述的第四通信芯片13和第五通信芯片14均通过第二通信接口15与主控制板2连接，便于通信。

它还包括壳体16，所述的第一控制器和第二控制器设在同一块PCB板上且集合在壳体16内，减少空间，便于集成，为了减少控制器的数量，将第一控制器和第二控制器整合在一起，于是制作了一个带双控制芯片及接口端子的新装置。整合后的新装置通过第一控制芯片6的通信口与其余三个变频器、主控制板的通讯口相连，完成两个热辊变频器的应答功能；第二控制芯片12则完成两个温控器的应答功能。经试验，新的装置替代两个热辊变频器及两个温控器与主控制板通信正常，这样每个纺丝生产部位就可拆下两个变频器和两个温控器，两条生产线共16个部位，制作了16个新装置，共替代32个变频器和32个温控器，改造后一直稳定运行。

编写一套模拟两个热辊变频器向主控制板2应答的程序，目的是用第一控制器替代两个热辊变频器，第一控制器与主控制板2的通信流程如附图5，具体通信过程如下：第一控制器上电后，首先进行串口通信、中断及标志位等方面的初始化，然后利用串口中断子程序接收来自主控制板的信息，并根据每组信息的第一个字节码来设置相应的标志位。主程序在不断喂看门狗的同时，根据标志位回复特定信息或频率信号给主控制板，发送完信息后将相应的标志位清零。在发送信息时，要求对每个字节进行奇校验，并将所发的一组字节中每个字节对应的十六进制数进行累加，再将所得的累加和中的两个数字进行ASCII码转换，得到两个字节，将这两个字节作为前面所发的一组字节的校验码，按先后顺序也发送给主控制板2，这样才可以与主控制板2进行连续通信。

设计第二控制器并编写温控器应答程序，在程序中将热辊温度值固定为25°C，再用第二控制器替代两个热辊温控器与主控制板2连接、通信。第二控制器与主控制板2的通信流程如图3，其过程跟第一控制器与主控制板2的通信过程类似，但程序中的通信波特率、向主控制板2发送的内容、格式与第一控制器中程序有所不同，其中所回的热辊温度值固定为25℃，这样就省去两个测温元件了。具体地，通信波特率不同是指变频器应答程序中波特率是19200，温控器应答程序中是9600；每组发送的内容、字节数不一样，变频器对应的数据是频率值(替换后，频率就一直为零了，因为热辊都拆除了，变频器就不需启动了)，字节数为9，至于联络值，为5个字节；温控器对应的数据组是温度值，字节数为6，联络值为4个字节。

现有技术中的这种生产线使用的是进口专用变频器和温控器，价格贵，变频器每个约需2万元人民币。改造后，就不再需要为这两条线的热辊变频器和温控器购买备件，而且替换下来的32个变频器和32个温控器可作为其他生产线同类型在用变频器、温控器的备件，这样就为公司节省大笔备件费用。

从附图1中可看出，生产线每个部位包含一条横动辊和两条锭子辊，分别由一个专用变频器驱动，而变频器的运行频率是由工艺设定值及来自相应辊的速度反馈值决定的。据生产工艺人员反映：在以往的生产过程中，有些产品质量异常的原因可能是某一条辊的速度异常而引起的，但因为工艺电脑上没有记录、保存各条辊的速度值，因此无法验证问题产品与运转辊速度异常的对应关系。

由附图2可以看出，新装置的第一通信接口11与横动、锭子变频器的通讯线是相连的，在这三个变频器发送运行频率信号给主控制板2时，新装置可以通过程序接收这些信号。于是我们修改了模拟变频器的通信程序，使它既可以替换两个热辊变频器与主控制板通信，又可以在横动、锭子变频器向主控制板2发送信息时获取其中的频率信号，并将这些信号暂时存放在第一控制芯片6中。另外我们还对16个新装置进行改进，每个新装置增加一块通信芯片，该芯片与第一控制芯片6的第二路通信端子相连，形成新装置中的第三通信接口10。最后我们将16个新装置的第三通信接口10用网线连接起来，经一个USB/485转换器后与工艺设置电脑1相连；根据生产车间的要求，我们在工艺设置电脑1中新开发一个监测、记录程序，它可以读取、显示16个新装置中暂存的横动、锭子变频器频率信号，并以曲线形式记录保存这些信号。因为变频器频率信号可间接反映所控制的辊的速度，所以当发生产品质量问题时，可通过翻查对应的频率曲线来确定是否因辊的速度异常而引起，从而提高问题产品的解决效率；在正常的生产过程中，每个卷绕头中的一条正在卷绕丝饼的锭子辊是运动的，对应的变频器频率不为零；另一条辊是停止的，对应的变频器频率为零。当卷绕过程达到预设的满卷卷重时间时，两条锭子辊自动切换，即原来停止的辊变运动，原来运动的辊变停止。若卷绕过程中发生故障，也会人工切换两条锭子辊。我们将两辊切换的时间以电脑当前时间记录下来，并将前后两次切换的时间差值与预设的各级别卷重时间进行比较，就可判断每批次生产出来的丝饼是满卷、中卷、小卷还是废品了。这非常有益于车间对生产的管理。

上述所说的控制芯片是单片机器件，通信芯片是通信转换器件。

具体地，如图4，第一控制器和第二控制器均是带有两个通讯串口及控制端子的控制器，第一通信接口11和第二通信接口15均为RS422通讯口，第一控制芯片6和第二控制芯片12型号均选用IAP 15F2k61S2，第一通信芯片7、第二通信芯片8、第三通信芯片5、第四通信芯片13和第五通信芯片14型号均选用ADM2483。也就是说通信芯片ADM2483的3脚为接收脚，6脚为发送脚，12、13脚为差分输入/输出脚，4脚为接收使能脚，5脚为发送使能脚。第一、二、四、五通信芯片的4脚和5脚都短接在一起，其中第二和第五两块发送芯片的使能脚接高电平，第一和第四两块接收芯片的使能脚接低电平。第三通信芯片的4脚和5脚分别经第一控制芯片的1脚和2脚由程序控制；第一控制芯片IAP15F2K61S2的18/19脚为通信串口1的接收/发送脚，4/5脚为通信串口2的接收/发送脚；第一控制器和第二控制器都安装在一块PCB板上，外加塑料壳保护。

如图5，第一控制芯片通过串口1、2两个中断子程序分别接收主控制板和工艺电脑的信息及横动、锭子变频器频率，并标记相应标志位或保存相应变频器的频率，在主程序中通过串口1、2分别发送信息给主控制板和工艺电脑。

具体来说，本发明的原理是设第一控制器，用于模拟变频器与主控制板2之间通信，设第二控制器，用于模拟温控器与主控制板2之间通信，这样就可以拆掉变频器和温控器，有利于生产，因减少在用变频器和温控器，可以降低电气故障率，从而减少电气故障对生产的影响；有利于前纺电仪的维修工作：一方面，在用电气故障率的下降，可减少电仪维修工作量；另一方面，由于增多了备用变频器和温控器，电仪技术人员可以有充足时间维修故障电器，从而提高维修质量。

在上述方案的基础上，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。