机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的研究

发布时间：2017-08-07 01:02

  本文关键词：机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的研究

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【摘要】：带式输送机是一种现代化生产中连续运输设备,具有运量大、运距远、能耗小、装卸方便、适合于散料运输等优点,已广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域。输送带是带式输送机的牵引和承载的关键部件。由于输送带长期在恶劣环境下使用、带式输送机安装调整不当、落料点落料不正等原因,会产生跑偏、损伤和纵向撕裂等表面故障。如果输送带表面故障得不到及时检测和处理,会发生重大断带和纵向撕裂安全事故,造成停产、运输物料的损耗、设备的损坏和人员伤亡,严重影响安全生产。为了保证带式输送机运输的安全,需要研制一种机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统,实现对输送带表面故障的在线检测,避免重大安全事故的发生。本文针对机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器进行了研究。提出了一种机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的设计方案,包括线阵CMOS传感器模块、信号采集控制模块和信号处理传输模块。设计了信号采集器的硬件电路和相应的软件,采用线阵CMOS传感器ELIS-1024设计了CMOS传感器模块；采用Xilinx公司的FPGA XC3S500e芯片设计了信号采集控制模块,采用VHDL语言编写了 FPG A程序；采用TI公司的DSP TMS320C6748芯片毕计了信号处理传输模块,采用C语言编写DSP程序；制定了基于TCP/IP的信号采集器通信协议,采用C语言编写了信号采集器通信软件；在LabView环境下,采用图形化编程G语言编写了上位机软件,实现了输送带图像的检测、处理和显示等功能。搭建了机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的实验平台,并进行了实验,实验结果表明,该信号采集器实现了线阵CMOS传感器信号的采集、处理和传输功能。本课题研制的信号采集器具有采集图像质量好、可靠性高、组网方便等优点,可以用于机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统中,实现对输送带表面图像进行采集、处理和传输的功能,避免重大断带和纵向撕裂安全事故的发生、设备的损坏、停产和人员伤亡,减少运输物料的损耗和经济损失,提高生产效率,具有显著经济和社会效益,在煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域使用输送带场合中具有广泛应用前景。
【关键词】：输送带 纵向撕裂 信号采集器 线阵CMOS传感器 FPGA 故障检测
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH222;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题国内外研究现状9-11
• 1.2 课题研究的目的和意义11-12
• 1.3 课题主要研究内容12-13
• 第二章 机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统及其信号采集器的设计方案13-17
• 2.1 机器视觉的输送带纵向撕裂故障检测系统设计方案13-14
• 2.2 信号采集器设计方案14-15
• 2.3 本章小结15-17
• 第三章 信号采集器硬件电路设计17-39
• 3.1 线阵CMOS传感器模块硬件电路设计17-25
• 3.1.1 图像传感器简介17-18
• 3.1.2 图像传感器选型18-21
• 3.1.3 CMOS传感器驱动方式介绍21-22
• 3.1.4 线阵CMOS传感器电路设计22-23
• 3.1.5 信号调理电路设计23-24
• 3.1.6 电源电路24-25
• 3.2 信号采集控制模块硬件电路设计25-31
• 3.2.1 模数转换电路设计26-28
• 3.2.2 数据采集控制电路设计28-31
• 3.3 数据处理传输模块电路设计31-37
• 3.3.1 TMS320C6748芯片简介31-32
• 3.3.2 DSP硬件电路设计32-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 信号采集器软件设计39-55
• 4.1 信号采集器软件设计方案39-40
• 4.2 FPGA软件设计40-48
• 4.2.1 时钟模块软件设计41-42
• 4.2.2 ELIS-1024驱动时序产生模块软件设计42-44
• 4.2.3 LTC2227驱动时序产生模块软件设计44
• 4.2.4 数据“乒乓”存储模块软件设计44-47
• 4.2.5 DSP与FPGA总线接口模块软件设计47-48
• 4.3 DSP软件设计48-54
• 4.3.1 DSP软件设计方案49-50
• 4.3.2 DSP初始化模块软件设计50
• 4.3.3 数据读取模块软件设计50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 信号采集器通信软件设计55-61
• 5.1 TCP/IP协议结构55-56
• 5.2 信号采集器数据传输协议56-57
• 5.3 信号采集器通信软件设计57-60
• 5.3.1 设备驱动程序模块软件设计58
• 5.3.2 通信软件应用程序模块软件设计58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 上位机软件设计61-67
• 6.1 上位机软件设计方案61
• 6.2 上位机软件程序设计61-65
• 6.2.1 网络数据接收模块程序设计61-62
• 6.2.2 数据小端模式重组模块程序设计62-63
• 6.2.3 数据包重组模块程序设计63-64
• 6.2.4 数据显示模块程序设计64
• 6.2.5 上位机软件显示界面64-65
• 6.3 本章小结65-67
• 第七章 实验及结果分析67-77
• 7.1 实验平台的搭建67-68
• 7.2 信号采集器硬件测试68
• 7.3 信号采集器软件与通信软件测试68-73
• 7.4 上位机软件测试73
• 7.5 实验及结果分析73-76
• 7.6 本章小结76-77
• 第八章 总结与展望77-79
• 8.1 总结77
• 8.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 发表论文和参加科研情况83-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李泽潭;苗长云;李现国;曾庆锴;;基于机器视觉的输送带破损检测算法[J];天津工业大学学报;2014年03期

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6 唐艳同;乔铁柱;牛r，

本文编号：632142