煙草分揀線條煙煙姿檢測識別裝置的設(shè)計與實現(xiàn)

雷耀旭

摘 要：設(shè)計利用C8051F系列單片機和光電檢測傳感器，制作的一種分揀線條煙煙姿檢測識別裝置設(shè)計。通過四路光電檢測傳感器，檢測物流輸煙流水線豎煙等故障情況，采用單片機程序處理檢測信號，判斷故障信息，輸出故障信號，并啟動蜂鳴器報警。結(jié)果 利用光電傳感器實現(xiàn)的檢測裝置設(shè)計完成，該裝置兼具信號檢測、監(jiān)控和報警的功能。結(jié)論 設(shè)計完成的豎煙檢測裝置可成功應(yīng)用于煙草物流分揀線上，對分揀線煙資故障實現(xiàn)監(jiān)控和預(yù)警，提示工作人員及時檢修。

關(guān)鍵詞：光電檢測 分揀線 煙姿 C8051F330單片機

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0095-02

分揀線條煙煙姿檢測裝置，能夠在物流分揀線上識別條煙的錯誤煙姿，聲音報警并輸出故障和報警信號給監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)中記錄錯誤煙姿的故障次數(shù)和時間信息。

它的主要原理是根據(jù)光電檢測傳感器檢測原理，通過光電傳感器的發(fā)射部分發(fā)射光信號并經(jīng)被檢測物體的反射、阻隔和吸收，再被接受部分檢測并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號來實現(xiàn)控制的裝置。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。并且充分利用C8051F330單片機程序運行效率高和速度快的特點，實現(xiàn)分揀線煙姿的快速檢測，監(jiān)控和報警，響應(yīng)時間在1s以內(nèi)。該設(shè)計具有采集速率快、測量精度高、性能穩(wěn)定、功耗低等優(yōu)點，在測試串口實驗中，得到了良好的測試數(shù)據(jù)。根據(jù)技術(shù)指標和串口測試實驗數(shù)據(jù)表明，該設(shè)計可行性高，設(shè)計所用電子元器件以及傳感器和開關(guān)電源均為穩(wěn)定性，壽命較高的電子配件，具備投入研發(fā)產(chǎn)品測試的各項條件。

研發(fā)設(shè)計上位機監(jiān)測軟件采用Visual Basic 6.0做為煙姿檢測裝置的數(shù)據(jù)接收界面。Visual Basic 6.0是一種可視化的編程語言，自面世以來就以其開發(fā)簡單、功能擴展方便、驅(qū)動底層硬件能力強等優(yōu)點越來越為廣大程序設(shè)計人員所青睞，已經(jīng)成為Windows系統(tǒng)開發(fā)的主要編程語言。根據(jù)測試串口實驗數(shù)據(jù)，該軟件適合在分揀線條煙煙姿檢測中作為人機交互界面使用，后臺監(jiān)控程序設(shè)計可行性高，具備投入分揀線條煙煙姿檢測研發(fā)產(chǎn)品測試的各項條件。

1 煙姿檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 煙姿檢測模塊硬件設(shè)計

煙姿檢測根據(jù)光電檢測傳感器檢測原理，光電傳感器是通過傳感器的發(fā)射部分發(fā)射光信號并經(jīng)被檢測物體的反射、阻隔和吸收，再被接受部分檢測并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號來實現(xiàn)控制的裝置。設(shè)備采用OMRON歐姆龍光電檢測開關(guān)，型號E3F3-D32，最長有效檢測距離為20cm，24V供電。當條煙被檢測到通過時，檢測開關(guān)輸出24V高電平。

圖1所示為硬件結(jié)構(gòu)組成圖，由六只歐姆龍光電傳感器檢測分揀線煙姿狀態(tài)，通過單片機檢測程序，判斷條煙姿態(tài)，將故障信號通過串口模塊發(fā)送至PC機。由VB上位機監(jiān)控軟件接收故障數(shù)據(jù)，并且自動保存故障時間和故障設(shè)備號到D盤指定目錄下的EXCEL文件。設(shè)備號故障指示燈和顯示在人機交互界面上。

圖2所示為系統(tǒng)連接示意圖，計算機USB_HUB連接兩路USB轉(zhuǎn)RS232串口線，其中需要配置USB轉(zhuǎn)串口的光盤驅(qū)動，兩路串口線分別連接一號和二號煙姿檢測設(shè)備，分揀線煙姿檢測設(shè)備由電源開關(guān)，復(fù)位開關(guān)，～220V轉(zhuǎn)+12V/2A直流輸出的開關(guān)電源，蜂鳴器，單片機煙姿檢測電路板組成，4只歐姆龍光電傳感器依次連接檢測電路板傳感器接口。

1.2 煙姿檢測模塊軟件設(shè)計

檢測部分軟件設(shè)計主要完成10位AD轉(zhuǎn)換值計算，采用C51語言，在keil4編譯器上調(diào)試編譯通過。

部分程序如下：

void main （void）

{

WarnJ=0；//清報警標志

EA=1；

LED=0；// 清看門狗定時器

PCA0MD &=～0x40；//WDTE=0清看門狗

PORT_Init（）；//初始化I/O口

SYSCLK_Init （）；// 初始化晶振

UART0_Init（）；//串口初始化

delay（）；//延時

while（1）//大循環(huán)

{

SBUF0=9；//串口發(fā)送

while（TI0==0）；

TI0=0；

detect（）；//檢測輸煙

}

}

2 上位機監(jiān)控軟件界面設(shè)計

利用LABWINODW軟件編寫并設(shè)計上位機監(jiān)控系統(tǒng)，利用串口通信技術(shù)將故障狀態(tài)信號傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，并在監(jiān)控系統(tǒng)中提示報警狀態(tài)并記錄故障次數(shù)。

在正常狀態(tài)下，運行軟件，點擊“打開串口”按鈕，界面綠燈亮，表示輸煙正常，

報警狀態(tài)下，綠燈滅，紅燈亮，表示有豎煙或者斜煙故障。每次故障保存一次，在系統(tǒng)C盤的根目錄下。

其中time1～time5為調(diào)節(jié)判斷斜煙的延時時間。這設(shè)備運行的條件下點擊“發(fā)送參數(shù)”即可在線調(diào)節(jié)時間。

3 分揀線豎煙裝置實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果

將設(shè)計完成的電路模塊接入分揀線控制系統(tǒng)中，如圖3所示，并在計算機系統(tǒng)中啟動監(jiān)控軟件。待分揀線開始工作時，打開監(jiān)控界面，在顯示窗口可得到分揀線煙姿狀態(tài)報警情況，如圖3所示。

實驗結(jié)果表明，該電路系統(tǒng)可實時準確地采集煙姿信號值，極大方便了工作人員監(jiān)控工作速度及工作的穩(wěn)定性，可進一步設(shè)計完善用于煙草分揀線系統(tǒng)。

4 結(jié)論

分揀線條煙煙姿檢測識別系統(tǒng)出現(xiàn)，可以為以后工作中升級分揀線設(shè)備做鋪墊，為分揀線條煙煙姿檢測識別及矯正系統(tǒng)做向?qū)?。分揀線條煙煙姿檢測識別系統(tǒng)出現(xiàn)，可以大大提高分揀效率，縮短分揀線故障處理時間，預(yù)估計在條煙打碼機之前安裝此系統(tǒng)，大約每天單條分揀線可以節(jié)約10分鐘的故障處理時間，單條分揀線每天提高約5%～10%的分揀效率。

分揀線條煙煙姿檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)豎煙及斜煙問題之后，進過操作員的及時處理；可以很好的保證條煙進行打碼前良好煙姿，這樣進行打碼的過程中，可以實現(xiàn)每條煙上都有清晰的32位碼；避免了人工進行條煙補碼時誤造成條碼不清晰現(xiàn)象。

該設(shè)計的適用性很廣，只要依據(jù)需求進行適當修改即可設(shè)計出適用其他物流生產(chǎn)線系統(tǒng)，具有較高的實用價值。

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