烟条重量采集与控制系统设计

论文摘要

目前国内高速卷烟机的设计普遍采用以核扫描头为测量工具的放射源电气控制模型，该模型存在对环境有潜在危害、长期测量精度差、维护费用和难度高等缺点，而微波源电气控制模型则解决了上述问题。本文通过对PASSIM8000型卷烟机电气控制系统进行分析和研究，设计了一套新的烟条重量采集与控制系统。本系统以FPGA作为控制核心对数据传输时序进行控制；以工控机作为上位机，在Linux操作系统下编写了PCI驱动程序，并在Qt/Embedded开发环境下，设计了控制GUI以监控系统运行；采用Verilog HDL编写了M-Module协议与烟丝密度信号采集端通信，并编写了PCI-104协议与上位机通信，提高了通信速率和稳定性。测试结果表明，系统的数据传输速率快、工作稳定、对工作人员和环境危害小，性能基本满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 烟条重量采集与控制系统发展状况
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 论文工作及内容安排
• 第二章 重量控制原理与算法
• 2.1 重量控制原理
• 2.1.1 卷烟机组电气控制系统简介
• 2.1.2 重量控制原理
• 2.2 重量控制算法
• 2.2.1 重量计算方法
• 2.2.2 PID 算法
• 2.3 本章小结
• 第三章 重量控制模型分析
• 3.1 放射源模型
• 3.1.1 核扫描头
• 3.1.2 重量计算
• 3.1.3 重量控制
• 3.2 微波源模型
• 3.2.1 微波扫描头
• 3.2.2 特征参数的提取
• 3.2.3 烟丝密度的计算
• 3.2.4 重量计算与控制
• 3.3 模型对比分析
• 3.3.1 模型定量对比分析
• 3.3.2 模型定性对比分析
• 3.3.3 模型选型
• 3.4 本章小结
• 第四章 烟条重量采集与控制系统设计
• 4.1 系统总体设计
• 4.2 重量计算模块设计
• 4.2.1 信号调理设计
• 4.2.2 信号采样设计
• 4.2.3 M-Module 总线设计
• 4.3 底板设计
• 4.3.1 FPGA 控制模块设计
• 4.3.2 PCI-104 总线接口设计
• 4.4 上位机控制模块设计
• 4.4.1 上位机选型
• 4.4.2 上位机软件设计
• 4.5 通信板设计
• 4.5.1 C-PCI 总线接口设计
• 4.5.2 电源设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统测试及结果分析
• 5.1 测试环境
• 5.2 M-Module 接口时序测试
• 5.3 PCI9054 时序测试
• 5.4 系统总体测试及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果