基于ＤＳＰ和ＣＡＮ现场总线的回转窑看火系统设计

2005-04-15 00:00

　　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以及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的基础上采用现场总线和DSP技术对窑炉监控系统着重在硬件方面作了一些新的设计。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及多点监控，从而减轻操作人员的工作负担并且提高生产效率和质量。
2　系统的硬件结构设计
　　本系统是主要基于CAN现场总线和TMS320C6202数字信号处理芯片（以下简称为C6202）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。系统结构框图见图1，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。该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。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的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。
3　各模块的接口设计
3.1　数字处理与分析模块与总线接口
　　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。如图1可知该模块是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。下面给出了主节点的组成原理图（见图2）。摘自《中国水泥》2005年 02月号

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