一种用于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统技术领域
本发明涉及环锭细纱机车间细纱断头检测及其管理领域，具体为一种用
于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统。该系统利用分布式数据库及网络管
理细纱断头信息，利用数据库技术存储细纱断头信息，利用往复移动的细纱
断头检测节点检测细纱断头，利用指示灯及led屏显示断头的数量及位置，
利于提高挡车效率及寻找落后锭子。
背景技术
纺纱各工序中，细纱工序设备量及用工量最大。目前，环锭纺细纱纺纱
出现断头是靠挡车工巡回检查发现并作出处理，挡车工处理细纱断头时一般
也仅仅是进行接头处理，并不进行细纱断头信息的统计，不利于分析断头产
生的原因。例如，如果纺纱过程中某些锭位经常发生断头，则这些锭位可能
存在机械上的问题导致断头，如果能及时找出这种导致断头的原因，则不仅
利于提高纺纱质量，且能减小细纱挡车工的劳动强度。另外，对于许多空调
系统调节效果不太好的细纱车间，温湿度分布不匀亦能引起大范围的细纱断
头，这种情况也可以根据细纱断头发生的情况进行判断。
对于细纱断头的自动检测，有多个专利公开了环锭细纱机纺纱时细纱断
头检测方法及装置，例如，发明专利申请“一种细纱断头检测与处理装置及
使用该装置的环锭细纱机”(申请号201410160157.0)、实用新型专利
“一种细纱自动检测断头、自动接头装置”(申请号201220009611.9)、
发明专利“细纱机纱线加捻断头检测方法”(申请号201210009964.3)、
实用新型专利“对射气压式细纱机纱线断头检测机构”(申请号
201220014294.X)、实用新型专利“反射气压式细纱机纱线断头检测机构”
(申请号201220014311.X)、实用新型专利“光电反射式细纱机纱线断头
检测机构”(申请号201220014375.X)及实用新型专利“光电对射式细纱
机纱线断头检测机构”(申请号201220014683.2)均公开了用于环锭细纱
机细纱断头自动检测的方法。
无线通讯技术及无线传感器网络技术是近几年发展极快的技术，已经在
很多领域应用。其中ZigBee无线数传网络是为工业现场自动化控制数据传
输建立的，它功耗低、时延短、网络容量大、工作可靠、价格低。ZigBee
通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展，在整个网络
范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个ZigBee网络
节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数
据资料。ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧
洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上，分别具有最高250kbit/s、
20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内，但可
以继续增加。
数据库技术也是今年来发展十分迅速的技术，无论是关系型数据库还是
非关系型数据库，均得到了成功的应用。其中关系型数据库具有数据库的写
实时性和读实时性特点，比较适合于工业控制现场。
尽管细纱自动断头检测技术、数据库技术及无线通讯技术均为可行技
术，但是，将它们综合起来进行细纱断头管理的系统却未见报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于环锭细纱机车间的细纱断头
管理系统。
本发明解决所述用于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统的解决方案
是：设计一种细纱车间细纱断头管理系统，其特征在于所述细纱车间细纱断
头管理系统由数据库、Zigbee通讯基站、细纱断头检测节点及断头信息显示
节点组成，所述数据库为关系型数据库，每个车间或公司配置一台数据库服
务器，所述Zigbee通讯基站是安装在细纱车间内的至少1台Zigbee通讯中心
节点，所述细纱断头检测节点为带有断头检测功能及Zigbee通讯功能的、沿
细纱机长度方向往复移动的装置，所述断头信息显示节点为安装在细纱机上
的用于指示该台细纱机断头数量及断头位置的装置，所述指示该台细纱机断
头数量及断头位置是指利用指示灯及显示屏指示该台细纱机断头数量及断头
位置，细纱机的落纱信号接入所述断头信息显示节点。
由于采用了Zigbee无线通讯，简化了现场布线，由于采用了往复移动的
细纱断头检测装置，系统的成本较低，细纱机落纱信号接入断头信息显示节
点，细纱断头信息显示节点将细纱机落纱信号通过Zigbee通讯网络传输至细
纱断头检测节点，细纱断头检测节点接收到细纱机落纱信号后可以停机等待
落纱，可以有效防止细纱断头检测节点影响细纱机落纱。
附图说明
图1为本发明用于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统组成框图。
图2为本发明用于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统中各部件在细纱
机上的安装位置示意图。
图中：1.细纱断头检测节点2.断头信息显示节点21.断头数量指示灯
22.断头位置指示灯3.粗纱悬挂架4.车头5.车尾
具体实施方式
下面结合实施例及其附图(图1、图2)进一步叙述本发明：
如图1所示，本发明用于环锭细纱机车间的细纱断头管理系统由数据
库、Zigbee通讯基站、细纱断头检测节点及断头信息显示节点组成。
所述数据库采用SqlServer数据库，每个纺纱车间配置一台数据库服务
器，开发数据挖掘软件，根据数据库中存储的细纱断头信息寻找落后锭子、
挡车工接头效率等信息，利于提高管理效率。
所述Zigbee通讯基站是安装在细纱车间内的至少1台Zigbee通讯中心节
点，采用ARM内核嵌入式工控板开发，运行WinCE操作系统，Zigbee通讯基站
与数据库服务器之间采用TCP/IP通讯，用网线连接；
如图2所示，所述细纱断头检测节点1为带有断头检测功能及Zigbee通讯
功能的、沿细纱机长度方向往复移动的装置，每台细纱机的每一侧安装一
个，具体采用发明专利申请“一种细纱断头检测与处理装置及使用该装置的
环锭细纱机”(申请号201410160157.0)中所述的细纱断头检测装置；
所述断头信息显示节点采用单片机做控制器，采用Zigbee通讯协议与
Zigbee通讯基站通讯，所述断头信息显示节点2安装在细纱机车头上(如图2
所示)，并输出控制断头数量指示灯21及断头位置指示灯22的状态。所述断
头数量指示灯21是分别安装在车头4及车尾5的4只3色(红、绿、蓝)指示
灯，其中车头4及车尾5同侧各1只3色指示灯用于指示细纱机相邻一侧的断头
数量，车头与车尾的另一只3色指示灯则用于指示细纱机另一侧面的断头数
量，当细纱机某侧面断头数量为0时，相应侧面的3色灯均不亮，当断头数量
为1～2时亮红灯，当断头数量为3～4时亮绿灯，当断头数量为5～6时亮蓝灯，
依次类推，3色灯可以实现8种断头数量范围的指示。所述断头位置指示灯22
是在细纱机的每一侧沿细纱机长度方向均匀分布设置若干个(例如32个)指
示灯，安装在粗纱悬挂架3上，当某个锭位发生断头时，细纱断头检测节点
检测到断头信息并通过Zigbee通讯基站将断头信息写入数据库中，同时通过
Zigbee通讯基站将断头信息发给断头信息显示节点，断头信息显示节点控制
点亮与该断头锭位位置相对应(距离最近)的位置指示灯，用于断头位置的
指示。
将细纱机的落纱(一管纱纺完)信号接入所述断头信息显示节点，断头
信息显示节点的控制器检测到落纱信号后，将落纱信号通过Zigbee通讯基站
发给细纱断头检测节点，细纱断头检测节点接收到落纱信号后，控制细纱断
头检测节点停止断头检测并快速移动至原点，以免影响落纱。
本发明细纱断头检测方法一种改进实施例：所述断头信息显示节点在车
头位置添加两个LED显示屏，分别用于显示细纱机两个侧面的断头数量。
本发明不限于上文讨论的实施例，本发明未述及之处适用于现有技术，
本领域技术人员可根据本发明推理出其它变体形式，这些变体形式也属于本
发明的主题。