自动串级萃取装置控制系统设计与实现

发布时间：2019-11-05 23:52

【摘要】：提高串级萃取试验的自动化程度对提高核工业的劳动生产率以及降低生产成本有着十分重要的意义。在面向串级萃取试验自动化需求的基础上,设计了包括视觉系统和伺服控制两部分的自动串级萃取装置控制系统。视觉系统负责在提取试剂时协调移液器抽取试剂动作和试管上移动作,保证移液器底部尖端与试管的相对位置;伺服控制主要负责工艺流程的顺序执行,并在移液时基于视觉系统获取的液位下降速度调整试管上升速度,不断消除偏差达到移液器探针始终保持在液位以下相对固定的位置处,并且在移液器达到试管底部时停止吸液的目的。实际运行结果表明,该系统具有高可靠性和稳定性,同时又具有良好的可扩展性和可维护性,能满足串级萃取试验作业的实际需要,符合工业应用要求。
【图文】：

操作系统、振荡器系统、离心机系统、试管托架组成。图1自动串级萃取装置机械系统示意图自动串级萃取装置的控制主要分为视觉系统和伺服控制两部分。视觉系统主要负责在提取试剂时协调移液器抽取试剂动作和试管上移动作，保证移液器底部尖端与试管的相对位置;伺服控制主要负责工艺流程的顺序执行，并在移液时基于视觉系统获取的液位下降速度调整试管上升速度，，不断消除偏差达到移液器探针始终保持在液位以下相对固定的位置处，并且在移液器达到试管底部时停止吸液的目的。2视觉系统设计视觉传感装置包括一个工业相机和一个光源，如图2所示。将工业相机固定安装在圆盘中心，光源和相机分别置于试管两侧，相机用于采集液位图像，平行白色光源放置于试管后方作为打光方案，相机采集信号送入计算机进行图像处理模块识别特征，得到液位线以及移液头位置。检测的结果与可编程控制器(PLC)通讯，执行机构根据所得到的相对位置反馈控制进行调节。视觉系统的设计主要分为七步:图像采集、低通去噪、图像锐化、阈值处理进行图像分割、图形形态学处理、8邻域连通性分析以及可视化结果，下面详细说明视觉系统的工作流程。图2视觉传感装置结构示意图及实物图2．1视觉系统工作流程图像采集:固定相机，使得相机光轴与液面在一个平面内，调整光圈以及焦距使获得的图像质量最佳。通过A/D变换将图像转换成计算机可以处理的数字图像［4］。低通去噪:图像在生成或传输中，会受到各种噪声的干扰和影响，降低了图像质量，为后续的图像处理和分析造成障碍。此外噪声反映在图像中，会使得原本均匀和连续变化的灰度值突然变大或变小，形成一些虚假的边缘或轮廓。本文采用图像平滑的方法来减弱、抑制或消除噪声［5］。图像锐化:图像的边缘反

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本文编号：2556412