基于ＤＳＰ和ＣＡＮ現場總線的回轉窯看火系統設計
2005-04-15 00:00
目前國內使用的工業電視系統通常采用計算機—圖像采集卡—攝像機來構成對回轉窯的“計算機看火”。而且傳統的工業電視機系統大多都是針對一個回轉窯而設計的，并且是一次對一點進行觀測。這樣效率低，預測的準確度也不夠理想?？紤]到現場總線具有通信速率和總線利用率高、開放性好、系統成本低、可實現遠距離傳輸等特點以及DSP具有高效的數字信號處理的特點。因此本文在現有的工業電視系統的基礎上采用現場總線和DSP技術對窯爐監控系統著重在硬件方面作了一些新的設計。其目的是為了在水泥廠、化工企業等大型工業控制的企業中實現對工業過程進行一對多及多點監控，從而減輕操作人員的工作負擔并且提高生產效率和質量。
2 系統的硬件結構設計
本系統是主要基于CAN現場總線和TMS320C6202數字信號處理芯片（以下簡稱為C6202）開發的，主要用于大型過程工業中同時對多個回轉窯工況進行監控。系統結構框圖見圖1，主要由總監控室、數字信號處理與分析模塊、CAN現場總線和現場看火顯示模塊等組成。該系統的工作原理是多個工作現場分別利用CCD攝像機攝取窯內工況，然后將得到的標準視頻信號經過視頻分配器一路信號送給一個彩色電視機顯示；另一路信號則進行數據采集和A/D轉換后通過現場總線傳輸到數字處理與分析模塊。該模塊利用C6202對得到的數字信號進行實時數據處理和分析，最后將分析的結果傳送給主監控室的PC機。這樣一方面現場操作人員可以通過現場的彩色電視機來觀察窯內燃燒情況，另一方面總監控室的工作人員可以通過得到的圖像數據的分析結果及時掌握各個工作場地的工況，以實現“計算機看火”的目的，并可以及時對各工作場地進行控制。
3 各模塊的接口設計
3.1 數字處理與分析模塊與總線接口
數字處理與分析模塊主要由高速數字處理芯片DSP及其外部擴展的FLASH存儲器和SRAM存儲器等組成。其主要作用是對總線傳來的數字視頻信號進行圖像增強、圖像分割、特征量提?。ㄈ鐚鹧鎴D像的灰度統計處理）等，利用相應的圖像處理和識別算法得到我們所需要的數據，并將它儲存到DSP外部的SRAM存儲器中。如圖1可知該模塊是CAN總線上的主節點，它實現了對各個從節點的數據處理和分析，并對從節點進行協調控制。下面給出了主節點的組成原理圖（見圖2）。 摘自《中國水泥》2005年 02月號
2 系統的硬件結構設計
本系統是主要基于CAN現場總線和TMS320C6202數字信號處理芯片（以下簡稱為C6202）開發的，主要用于大型過程工業中同時對多個回轉窯工況進行監控。系統結構框圖見圖1，主要由總監控室、數字信號處理與分析模塊、CAN現場總線和現場看火顯示模塊等組成。該系統的工作原理是多個工作現場分別利用CCD攝像機攝取窯內工況，然后將得到的標準視頻信號經過視頻分配器一路信號送給一個彩色電視機顯示；另一路信號則進行數據采集和A/D轉換后通過現場總線傳輸到數字處理與分析模塊。該模塊利用C6202對得到的數字信號進行實時數據處理和分析，最后將分析的結果傳送給主監控室的PC機。這樣一方面現場操作人員可以通過現場的彩色電視機來觀察窯內燃燒情況，另一方面總監控室的工作人員可以通過得到的圖像數據的分析結果及時掌握各個工作場地的工況，以實現“計算機看火”的目的，并可以及時對各工作場地進行控制。
3 各模塊的接口設計
3.1 數字處理與分析模塊與總線接口
數字處理與分析模塊主要由高速數字處理芯片DSP及其外部擴展的FLASH存儲器和SRAM存儲器等組成。其主要作用是對總線傳來的數字視頻信號進行圖像增強、圖像分割、特征量提?。ㄈ鐚鹧鎴D像的灰度統計處理）等，利用相應的圖像處理和識別算法得到我們所需要的數據，并將它儲存到DSP外部的SRAM存儲器中。如圖1可知該模塊是CAN總線上的主節點，它實現了對各個從節點的數據處理和分析，并對從節點進行協調控制。下面給出了主節點的組成原理圖（見圖2）。 摘自《中國水泥》2005年 02月號
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