欢迎访问菲律宾菠菜2年赚50万【真.厉害】!

24小时服务热线

15716278998

您现在所在位置:主页 > 新闻中心 >

菲律宾菠菜2年赚50万基于现场总线的回转窑看火系统设计

发表时间:2020-09-18 16:53
 

  是重要的生产设备,它被广泛应用于我国的冶金、建材等行业中。但目前我国的

  能耗高、热效率低,在一定程度上限制了相关工业的发展。其中一个重要原因是,我国在这方面的检测和监控技术还比较落后,国内大多数

  仍采用人工看火的手段,根据看火工的经验来判断窑内工作状况,从而给出相应的控制操作。由于现场的人工看火要面对很高的温度和恶劣的工作环境,这难免影响操作工做出准确的判断,影响生产质量。为此,国内一些大中型企业陆续采用了工业电视

  ,以远距离监视窑内工况,实现从人工看火到计算机看火的转变。这在一定程度上促进了过程工业生产效率和质量的稳定与提高。

  目前,国内使用的工业电视系统通常采用计算机――图像采集卡――摄像机来构成对回转窑的计算机看火。而且传统的工业电视机系统大多都是针对一个回转窑而设计的,并且是一次对一点进行观测。这样效率低,预测的准确度也不够理想。考虑到现场总线具有通信速率和总线利用率高、开放性好、系统成本低、可实现远距离传输等特点,及DSP具有高效的数字信号处理的特点,因此本文在现有的工业电视系统基础上采用现场总线和DSP技术对窑炉监控系统,在硬件方面着重做了一些新的设计,其目的是为了在水泥厂、化工企业等大型工业控制的企业中,实现对工业过程进行一对多点的监控,从而减轻操作人员的工作负担,且提高生产效率和质量。

  系统是基于CAN现场总线)数字信号处理芯片开发的,主要用于大型过程工业中,同时对多个回转窑工况进行监控。系统主要由总监控室、数字信号处理与分析模块、CAN现场总线和现场看火显示模块等组成。系统的工作原理是多个工作现场分别利用CCD摄像机摄取窑内工况,然后将得到的标准视频信号经过视频分配器,一路信号送给一个彩色电视机显示;另一路信号则进行数据采集和A/D转换后,通过现场总线传输到数字处理与分析模块。该模块利用C6202对得到的数字信号进行实时数据处理和分析,最后将分析的结果传送给主监控室的PC机上。这样一方面现场操作人员可以通过现场的彩色电视机来观察窑内燃烧情况,另一方面总监控室的工作人员可以通过得到的图像数据分析结果,及时掌握各个工作场地的工况,以实现计算机看火的目的,并可以及时对各工作场地进行控制。

  ①数字处理、分析模块和总线接口。数字处理与分析模块主要由高速数字处理芯片DSP及其外部扩展的FLASH存储器和SRAM存储器等组成。其主要作用是:对总线传来的数字视频信号进行图像增强、图像分割、特征量提取(如对火焰图像的灰度统计处理)等,利用相应的图像处理和识别算法得到我们所需要的数据,并将它储存到DSP外部的SRAM存储器中。模块是CAN总线上的主节点,它实现了对各个从节点的数据处理和分析,并对从节点进行协调控制。该模块提供了INTEL和Motorola两种寻址方式,且地址总线和数据总线的数据地址总线是分开的,无法和sJAl000的AD7~AD0直接连接。C6202与sJAl000接口的具体设计方法,请参见《TMC6000系列DSPS的原理和应用》一书。②现场看火模块与总线接口。现场总线控制系统(FCS)是一个纯数字系统,它实现了信号传输的全数字化,提高了信号的可靠性、准确性,实现了检错、纠错功能。因此,我们在从节点模块的设计中包括了模拟信号的转化和采集。经CCD摄像机输出的复合模拟视频信号,通过视频分配器分为两路视频信号,一路直接供给电视机显示;另一路经视频输入处理芯片SAA71 1 1A完成A/D转换。在这里我们使用CPLD来模拟12C总线接口的SDA和SCL,以实现数据传送。SAA71 1 lA对摄像机的输入信号进行A/D转换,输出4:2:2格式的YUV信号。每帧图像分为奇场和偶场,其采样点数量多不易处理和存储。这里我们在CPLD中设计了一个控制电路将4:2:2格式转化成CIF或QCIF图像格式进行存储。其方法是对SAA711l的输出视频数字数据采集奇场,舍弃偶场,然后隔一点保存一点即可得到CIF格式图像,在此基础上使其行频率降低一倍,每行的采样频率也降低一倍即可得到QCIF格式图像。采用这种丢掉偶场的方式也会使图像更加稳定。③数据处理模块与PC机接口。该模块主要是实现C6202与PC机的接口设计。由于考虑实时性的要求,我们采用扩展异步通信芯片TLl6C750来实现C6202和PC机高速串行通信。TL16C750是耵公司的异步通信芯片,其内部共有11个寄存器用于实现通信参数的设置;引脚A2~A0为片内寄存器的选择信号;D7~D0为它的双向8位数据线引脚;其片选信号由CSO、CS1、CS2共同作用(为了简便一般将CS0、CS1接高电平,只控制CS2即可);/ADS是其地址选通信号端,当该引脚有效时可将CSO、CS1、CS2及A0、A1、A2锁存在TL16C750内部;XIN和XOUT需接外部时钟信号或晶振。通过对C6202的时序及TL16C750的分析,我们设计的TL16C750与PC串行通信部分的硬件连接电路,将TL16C750的地址线分别和DSP的地址总线外部数据线直接相连;将DSP端的/XOE、/XCEO、/XRE、/XWE、XA5也接入FPGA,经过逻辑译码生成控制信号,而选通信号CS0、CS1、CS2、读写信号RD1/WR1、复位信号MR从FPGA输出。使用了FPGA一方面可以对TL16C750的地址灵活配置,另一方面也可以灵活生成TL16C750的复位、选通和读写信号,从而增强系统的灵活性,方便系统调试。

  综上所述,利用高效的数字处理芯片TMS320C6202和CAN现场总线技术,并结合灵活可靠的可编程逻辑器件CPLD/FPGA,可实现对大型过程工业中多个回转窑同时进行计算机看火的目的;还可以配备相应的计算机软件,对各个回转窑的图像数据进行同时分屏观测。该系统设计不仅适合于水泥厂等多回转窑的工况检测,而且也可用于类似工业中的多目标实时监控系统中,具有广阔的应用前景。