纺织工业是我国国民经济的支柱产业,在纺织业生产的流程中,细纱工序的地位尤其重要。细纱工序环节的生产情况不仅关系到企业的生产规模,还影响到企业整体生产水平。此外,该生产环节工艺流程较为繁杂,且易受生产场所温湿度变化和原料品质等因素影响,生产过程中容易出现弱捻、断头等状况,需要对这种情况进行及时处理。由于国内纺织领域细纱工序生产环节还大量使用自动化程度不高的生产设备,不仅增加了纺织工人的劳动强度,也提高了企业的用人成本。由于国内专门用于改造细纱机来实现断头检测的技术方案比较少且不成熟,因此结合项目的实际需要,本文开展了细纱机断头检测系统的设计与实现的研究课题。本文通过查阅大量的文献资料以及分析现有的几种技术方案,利用目前比较先进的半导体产品,通过设计专用检测传感器搭配可编程逻辑器件和嵌入式芯片实现系统的设计方案。该方案设计的传感器成本低廉、体积小、灵敏度高、线性范围较大,可以满足断头检测的需求;信号放大电路具有自适应特性,可以保证传感器具有较好的补偿特性;传感器信号处理电路采用可编程逻辑器件搭建,具有体积小、集成度高、可编程、灵活性高等特点;采用了 CAN总线通信实现信号传输和检测数据的集中处理。系统主要是由断头检测传感器、信号处理电路、基于CPLD和STM32的信号控制模块三部分组成。传感器负责采集细纱机的工作状态并进行简单的信号处理,然后通过自适应放大电路和信号调理电路将传感器信号进行调理,基于CPLD和STM32的控制模块对传感器调理信号进行分析和处理,并将分析的结果通过上位机显示模块显示出来,同时利用锭子对应位置的LED指示灯指示纱线断头位置。本文根据项目对细纱工序环节纱线断头检测的实际需求,设计完成了细纱机断头检测系统。完成的主要工作包括:对传感器敏感线圈的特性进行了探究,并进行了实验验证。利用选出的敏感线圈试制用于检测细纱机钢丝圈运动状态的传感器,并进行了多个版本的参数优化。利用CPLD芯片和VerilogHDL搭建用于阈值判别的频率检测电路,利用STM32系列控制器实现了 CPLD信号输出端的状态识别和显示。利用现有的条件设计了简单的传感器实验平台,完成了细纱机断头检测系统在实验室环境下的软硬件调试,同时也进行了多次生产线实地验证,测试过程中纱线断头的检出率满足设计要求。