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基于FPGA的烟支检测系统的设计

作者:时间:2011-03-29来源:网络收藏

摘要:为了实现烟支剔除的自动化程度,减少人为干预量和提高剔除精度,文中给出了采用硬件编程方法将数据采集部件采集到的烟支数据经A/D转换后送入,然后根据一定的判决算法输出控制信号,以用于控制剔除阀动作,同时将数据通过计算机串口读入上位机,以此实现机械剔除控制和显示实现方法。
关键词:;烟支检测;数据处理;问题烟;剔除

0 引言
烟支在生产过程中,由于多种因素的影响,可能会使成品烟的烟丝填充不均匀,烟支的某节烟丝过少或过多,从而出现空头烟、超重烟、超轻烟。本系统采用可编程器件控制烟支检测,该方法较其他单独硬件设计具有可重用性高,编程方便,设计成本低,开发周期短,控制灵活,剔除率高等优点;再者,现在的烟支剔除大部分都是人工挑选,故存在工人工作量大,挑选不干净等问题,而该系统可使问题烟的判别、剔除工作自动进行,可对问题烟进行挑选,并能够剔除问题烟。

1 硬件设计
烟支是用于检测烟支某些参数(如空头烟、重量、密度等)的一个系统,该系统一般可由数据采集(传感器)部件、数据处理部件、数据显示部件、机械控制部件等几个部分构成。其系统框图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/191273.htm

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其中数据采集部件是系统与被检测参数最直接接触的部分,它是整个系统的数据来源。后期处理是否跟实际一致,直接跟它相关。一般对应不同的物理量,应选择不同的传感器,如空头烟检测可选择光电探头或电容式探头,重量控制可选择重量传感器,密度控制则应选择密度传感器。
数据处理部件是整个系统的核心,传感器采集的数据主要送往该部件进行处理。它一般可由A/D采样板,差分传输板,FPGA处理主板组成。传感器一般得到的数据是模拟量,故应将数据送到数字处理系统进行处理,以将其转化成数字量来进行后期处理。为了保证传输的正确性和可靠性,在A/D采样板送出数据到系统主板之间应使用双绞线差分传输。系统主板主要是以FPGA为核心的控制板,可实现数据处理(剔除)算法,并为后面的机械部分提供控制信号以及将采集和运算数据送到显示器进行显示,从而满足系统设计的要求。
数据显示部件也称为人机交互接口,该部件是整个系统的最直观的表现。它是用户跟系统进行交互的主要部分,用户可以在其上面选择一些阈值和处理方法等参数,也可以控制系统的启动和停止。同时,系统再将一些重要数据显示出来,使用户能够直观得出该系统的工作状况等参数。
机械控制部件是整个系统动作的执行者,因为系统板内部都是弱电,不能驱动机械部件动作,故在其中间需加驱动电路,以使其能够正常工作。其工作主要是当数据处理部件根据一定的判决算法得到某烟为问题烟时,对这些问题烟进行剔除。从而使系统能够自动的检测出问题烟并控制剔除动作,减少人工的干预量,达到自动化的目标。


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关键词: FPGA 检测系统

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