烟草分拣线条烟烟姿检测识别装置的设计与实现

雷耀旭

摘 要：设计利用C8051F系列单片机和光电检测传感器，制作的一种分拣线条烟烟姿检测识别装置设计。通过四路光电检测传感器，检测物流输烟流水线竖烟等故障情况，采用单片机程序处理检测信号，判断故障信息，输出故障信号，并启动蜂鸣器报警。结果 利用光电传感器实现的检测装置设计完成，该装置兼具信号检测、监控和报警的功能。结论 设计完成的竖烟检测装置可成功应用于烟草物流分拣线上，对分拣线烟资故障实现监控和预警，提示工作人员及时检修。

关键词：光电检测 分拣线 烟姿 C8051F330单片机

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0095-02

分拣线条烟烟姿检测装置，能够在物流分拣线上识别条烟的错误烟姿，声音报警并输出故障和报警信号给监控系统，在监控系统中记录错误烟姿的故障次数和时间信息。

它的主要原理是根据光电检测传感器检测原理，通过光电传感器的发射部分发射光信号并经被检测物体的反射、阻隔和吸收，再被接受部分检测并转换为相应电信号来实现控制的装置。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。并且充分利用C8051F330单片机程序运行效率高和速度快的特点，实现分拣线烟姿的快速检测，监控和报警，响应时间在1s以内。该设计具有采集速率快、测量精度高、性能稳定、功耗低等优点，在测试串口实验中，得到了良好的测试数据。根据技术指标和串口测试实验数据表明，该设计可行性高，设计所用电子元器件以及传感器和开关电源均为稳定性，寿命较高的电子配件，具备投入研发产品测试的各项条件。

研发设计上位机监测软件采用Visual Basic 6.0做为烟姿检测装置的数据接收界面。Visual Basic 6.0是一种可视化的编程语言，自面世以来就以其开发简单、功能扩展方便、驱动底层硬件能力强等优点越来越为广大程序设计人员所青睐，已经成为Windows系统开发的主要编程语言。根据测试串口实验数据，该软件适合在分拣线条烟烟姿检测中作为人机交互界面使用，后台监控程序设计可行性高，具备投入分拣线条烟烟姿检测研发产品测试的各项条件。

1 烟姿检测系统结构设计

1.1 烟姿检测模块硬件设计

烟姿检测根据光电检测传感器检测原理，光电传感器是通过传感器的发射部分发射光信号并经被检测物体的反射、阻隔和吸收，再被接受部分检测并转换为相应电信号来实现控制的装置。设备采用OMRON欧姆龙光电检测开关，型号E3F3-D32，最长有效检测距离为20cm，24V供电。当条烟被检测到通过时，检测开关输出24V高电平。

图1所示为硬件结构组成图，由六只欧姆龙光电传感器检测分拣线烟姿状态，通过单片机检测程序，判断条烟姿态，将故障信号通过串口模块发送至PC机。由VB上位机监控软件接收故障数据，并且自动保存故障时间和故障设备号到D盘指定目录下的EXCEL文件。设备号故障指示灯和显示在人机交互界面上。

图2所示为系统连接示意图，计算机USB_HUB连接两路USB转RS232串口线，其中需要配置USB转串口的光盘驱动，两路串口线分别连接一号和二号烟姿检测设备，分拣线烟姿检测设备由电源开关，复位开关，～220V转+12V/2A直流输出的开关电源，蜂鸣器，单片机烟姿检测电路板组成，4只欧姆龙光电传感器依次连接检测电路板传感器接口。

1.2 烟姿检测模块软件设计

检测部分软件设计主要完成10位AD转换值计算，采用C51语言，在keil4编译器上调试编译通过。

部分程序如下：

void main （void）

{

WarnJ=0；//清报警标志

EA=1；

LED=0；// 清看门狗定时器

PCA0MD &=～0x40；//WDTE=0清看门狗

PORT_Init（）；//初始化I/O口

SYSCLK_Init （）；// 初始化晶振

UART0_Init（）；//串口初始化

delay（）；//延时

while（1）//大循环

{

SBUF0=9；//串口发送

while（TI0==0）；

TI0=0；

detect（）；//检测输烟

}

}

2 上位机监控软件界面设计

利用LABWINODW软件编写并设计上位机监控系统，利用串口通信技术将故障状态信号传输至监控系统，并在监控系统中提示报警状态并记录故障次数。

在正常状态下，运行软件，点击“打开串口”按钮，界面绿灯亮，表示输烟正常，

报警状态下，绿灯灭，红灯亮，表示有竖烟或者斜烟故障。每次故障保存一次，在系统C盘的根目录下。

其中time1～time5为调节判断斜烟的延时时间。这设备运行的条件下点击“发送参数”即可在线调节时间。

3 分拣线竖烟装置实验数据和结果

将设计完成的电路模块接入分拣线控制系统中，如图3所示，并在计算机系统中启动监控软件。待分拣线开始工作时，打开监控界面，在显示窗口可得到分拣线烟姿状态报警情况，如图3所示。

实验结果表明，该电路系统可实时准确地采集烟姿信号值，极大方便了工作人员监控工作速度及工作的稳定性，可进一步设计完善用于烟草分拣线系统。

4 结论

分拣线条烟烟姿检测识别系统出现，可以为以后工作中升级分拣线设备做铺垫，为分拣线条烟烟姿检测识别及矫正系统做向导。分拣线条烟烟姿检测识别系统出现，可以大大提高分拣效率，缩短分拣线故障处理时间，预估计在条烟打码机之前安装此系统，大约每天单条分拣线可以节约10分钟的故障处理时间，单条分拣线每天提高约5%～10%的分拣效率。

分拣线条烟烟姿检测系统发现竖烟及斜烟问题之后，进过操作员的及时处理；可以很好的保证条烟进行打码前良好烟姿，这样进行打码的过程中，可以实现每条烟上都有清晰的32位码；避免了人工进行条烟补码时误造成条码不清晰现象。

该设计的适用性很广，只要依据需求进行适当修改即可设计出适用其他物流生产线系统，具有较高的实用价值。

参考文献

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