PAGE《EDA》課程設(shè)計(jì)報(bào)告卷煙機(jī)煙支漏氣跟蹤自檢裝置設(shè)計(jì)時(shí)間

2014年12月21日

學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)班級(jí)

自1204

姓

名

學(xué)

號(hào)

指導(dǎo)教師

王麗君老師

成績(jī)

2014年12月目錄卷煙機(jī)煙支漏氣跟蹤自檢裝置設(shè)計(jì) 1一、設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)目的 31.1設(shè)計(jì)背景 31.2設(shè)計(jì)目的 3二、設(shè)計(jì)原理 3三、設(shè)計(jì)步驟 53.1模塊分析 53.2各模塊電路設(shè)計(jì) 53.3各模塊電路匯總 13四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 13五、結(jié)論 14六、收獲 15

一、設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)目的1.1設(shè)計(jì)背景卷煙的漏氣檢測(cè)是在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)極其重要的質(zhì)量檢測(cè)，本課題設(shè)計(jì)涉及的漏氣檢測(cè)自檢裝置采用的是跟蹤剔除的漏氣煙支，運(yùn)用數(shù)字時(shí)序電路對(duì)每一個(gè)漏氣剔除信號(hào)進(jìn)行推算，找到當(dāng)時(shí)的檢測(cè)工位，從而可以判斷這一工位的工作狀況正常與否，達(dá)到自檢目的。1.2設(shè)計(jì)目的1、在電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中應(yīng)用Multisim軟件進(jìn)行仿真，調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，改進(jìn)相關(guān)電路，使設(shè)計(jì)達(dá)到準(zhǔn)確高效。2、增強(qiáng)對(duì)電路的分析能力，以及用multisim軟件對(duì)電路仿真改進(jìn)的能力。二、設(shè)計(jì)原理PROTOS70卷煙機(jī)煙支漏氣檢測(cè)是在接裝機(jī)的檢測(cè)輪上進(jìn)行的，檢測(cè)輪上共有三十六個(gè)煙支槽位，也就是三十六個(gè)檢測(cè)工位。在檢測(cè)輪的機(jī)械制造過(guò)程中已預(yù)先在檢測(cè)輪的邊緣對(duì)應(yīng)每個(gè)槽位的位置上刻有1至36的編號(hào)，并在1號(hào)和36號(hào)槽位的中間的輪邊緣上有一個(gè)定位缺口。檢測(cè)輪沿1至36號(hào)槽位方向逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)。在檢測(cè)煙支時(shí)有檢測(cè)同步脈沖SCP4作為選通信號(hào)，在SCP4脈沖為高電平時(shí)來(lái)自漏氣檢測(cè)器A70的電壓信號(hào)才有效。檢測(cè)同步脈沖SCP4與檢測(cè)輪上每一個(gè)槽位的機(jī)械位置保持同步，即檢測(cè)輪每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)槽位就有一個(gè)SCP4脈沖產(chǎn)生。這不禁使人聯(lián)想到是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)電路對(duì)SCP4脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器在1至36之間循環(huán)計(jì)數(shù)，并使計(jì)數(shù)器的數(shù)值與檢測(cè)輪槽位的機(jī)械位置編號(hào)相一致，當(dāng)檢測(cè)到漏氣煙支時(shí)利用“漏氣煙支”信號(hào)控制數(shù)碼顯示電路顯示漏氣煙支所處的檢測(cè)輪槽位編號(hào)，電路原理框圖1.1。由于在機(jī)器運(yùn)行時(shí)處于檢測(cè)輪每個(gè)槽位上的煙支都有可能被檢測(cè)出漏氣，那么顯示的槽位編號(hào)應(yīng)在1至36之間隨機(jī)產(chǎn)生，如果在一個(gè)較短的時(shí)段內(nèi)同一槽位編號(hào)被頻繁顯示，并不代表這一編號(hào)的槽位頻繁有漏氣煙支被檢出，恰恰說(shuō)明這一槽位的一對(duì)檢測(cè)嘴存在問(wèn)題，應(yīng)予以檢查。這就是通過(guò)跟蹤漏氣煙支信號(hào)對(duì)漏氣檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)自檢。圖1.1煙支漏氣檢測(cè)原理框圖圖1.2漏氣檢測(cè)自檢電路原理框圖三、設(shè)計(jì)步驟3.1模塊分析根據(jù)原理框圖，可以把電路設(shè)計(jì)分為五個(gè)模塊：檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)電路譯碼顯示電路定位信號(hào)輸入電路移位寄存器電路脈寬調(diào)整電路3.2各模塊電路設(shè)計(jì)1、檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)器（1）檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)電路框圖圖3.1檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)器原理框圖（2）所需元件雙BCD加計(jì)數(shù)器CC4518BD信號(hào)發(fā)生器，數(shù)碼管，電阻（3）在multisim元件庫(kù)中找出元件，連線得到檢測(cè)工位編號(hào)技術(shù)電路圖3.2檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)器電路圖（4）檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)電路對(duì)電路進(jìn)行運(yùn)行，調(diào)試，直到電路可以符合此設(shè)計(jì)的需要，即累加計(jì)數(shù)、圖3.3檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)器電路運(yùn)行結(jié)果圖2、譯碼顯示電路（1）譯碼顯示電路電路框圖圖3.4譯碼顯示電路原理框圖（2）所需元件BCD－七段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器CC4511，數(shù)碼管等（3）在multisim元件庫(kù)中找出元件，連線得到譯碼顯示電路圖3.5譯碼顯示電路圖（4）檢測(cè)工位編號(hào)計(jì)數(shù)電路對(duì)電路進(jìn)行運(yùn)行，調(diào)試，直到電路可以符合此設(shè)計(jì)的需要，即可以正確譯碼，如圖：圖3.6譯碼顯示電路運(yùn)行結(jié)果圖3、檢測(cè)輪定位信號(hào)輸入（1）檢測(cè)輪定位信號(hào)輸入電路原理圖圖3.7檢測(cè)輪定位信號(hào)輸入電路（2）所需元件光電耦合器，發(fā)光二極管，電容，電阻（3）在multisim元件庫(kù)中找出元件，連線得到電路后仿真圖3.8檢測(cè)輪定位信號(hào)輸入仿真電路圖3.9檢測(cè)輪定位信號(hào)輸入電路示波器顯示4、移位寄存器電路（1）移位寄存器電路框圖圖3.10移位寄存器電路原理框圖（2）所需元件CC4014并行/串行八位移位寄存器，CC4013雙D觸發(fā)器，示波器，信號(hào)發(fā)生器（3）在multisim元件庫(kù)中找出元件，連線得到譯碼顯示電路圖3.11移位寄存器電路圖（4）移位寄存器電路仿真如圖3.12，在移位寄存器電路的輸入端接入函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和電平指示器X2,在串行數(shù)據(jù)入DS端接一個(gè)連接高電平的開(kāi)關(guān)，將電平指示器X1接在電路的輸出端。在運(yùn)行仿真之前函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為10Hz占空比為50％的方波輸出，啟動(dòng)仿真運(yùn)行后電平指示器X2以10Hz的頻率閃爍，電平指示器X1保持低電平。在X2熄滅時(shí)按下“A”鍵合上電路中的開(kāi)關(guān)J1，在X2亮起時(shí)再次按下“A”鍵斷開(kāi)電路中的開(kāi)關(guān)J1，此時(shí)記做移位“1”，然后數(shù)算X1亮起的次數(shù)，當(dāng)X1第十七次亮起的同時(shí)X1亮起，說(shuō)明在串行數(shù)據(jù)輸入DS端輸入的高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)移位十七位后到達(dá)移位寄存器的輸出端，電路工作正常。圖3.12移位寄存器電路運(yùn)行結(jié)果圖5、脈寬調(diào)整電路（1）脈寬調(diào)整電路框圖圖3.13脈寬調(diào)整電路原理框圖（2）所需元件與非門4011BD，二極管，電容，電阻，信號(hào)發(fā)生器，示波器（3）在multisim元件庫(kù)中找出元件，連線得到譯碼顯示電路圖3.14脈沖寬度調(diào)制電路圖（4）脈沖寬度調(diào)整電路仿真在multisim中仿真，在示波器中得到輸入信號(hào)與輸出信號(hào)對(duì)比結(jié)果圖：圖3.15脈沖寬度調(diào)制電路示波器顯示3.3各模塊電路匯總將各部分電路按照本裝置的結(jié)構(gòu)圖連接起來(lái)，得到總體電路圖3.16卷煙機(jī)煙支漏氣跟蹤自檢裝置總體電路圖四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)整體電路進(jìn)行仿真：運(yùn)行總體電路，所以將XFG1的頻率設(shè)為3Hz，XFG2的頻率設(shè)為108Hz。由于定位缺口位于兩個(gè)槽位的中間，將XFG1上升時(shí)間設(shè)置為4ms。當(dāng)計(jì)數(shù)器顯示16時(shí)，自檢裝置的顯示器開(kāi)始顯示，表明在漏氣剔除信號(hào)發(fā)出后的第十六個(gè)SCP4到來(lái)時(shí)漏氣煙支的檢測(cè)工位被顯示。煙支漏氣跟蹤自檢裝置的設(shè)計(jì)及軟件仿真調(diào)試完成。圖4.1卷煙機(jī)煙支漏氣跟蹤自檢裝置運(yùn)行結(jié)果圖五、結(jié)論本次實(shí)驗(yàn)在multisim中設(shè)計(jì)的卷煙機(jī)跟蹤自檢裝置很好的與實(shí)際相結(jié)合，解決了卷煙機(jī)運(yùn)行過(guò)程中煙支漏氣檢測(cè)器自身工作狀況監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，為判斷煙支漏氣檢測(cè)器對(duì)煙支的檢測(cè)結(jié)果的有效性和正確性