基于DSP與線陣CCD傳感器的電子數(shù)粒機(jī)控制系統(tǒng)

摘 要： 設(shè)計(jì)了基于DSP與線陣CCD傳感器的電子數(shù)粒機(jī)，包括以DSP為核心的主控模塊、以雙線陣CCD傳感器構(gòu)成的成像模塊及以CPLD為核心的數(shù)據(jù)采集模塊。該系統(tǒng)具有計(jì)數(shù)、剔殘功能及人性化的人機(jī)界面。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)數(shù)粒速度快、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞： 電子數(shù)粒機(jī)； TMS320VC5509； TCD1209D； EMP30464A

　在新版藥品GMP（Good Manufacturing Practices）總則出臺后，國內(nèi)制藥企業(yè)為了適應(yīng)新版GMP對醫(yī)藥包裝機(jī)械的可說明性、可追蹤性，及在線檢測、在線清洗及全線監(jiān)控等方面的要求，紛紛改進(jìn)技術(shù)，以提高包裝自動化和包裝質(zhì)量水平[1]。
目前，全球電子數(shù)粒機(jī)市場90%的份額被外資企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)的光電數(shù)粒設(shè)備主要采用光電管作為檢測前端，且運(yùn)行速度、精確度、穩(wěn)定性等方面與進(jìn)口設(shè)備仍有相當(dāng)大的差距，尤其是在高速、高精確度生產(chǎn)條件下使用的技術(shù)還有待進(jìn)一步提高[1]。為了滿足高速、高精確度的生產(chǎn)需要，本文設(shè)計(jì)開發(fā)了基于DSP和高速線陣CCD圖像傳感器的電子數(shù)粒機(jī)。該數(shù)粒機(jī)與傳統(tǒng)光電管式數(shù)粒機(jī)相比，分辨率更高、計(jì)數(shù)更快、灌裝精度更準(zhǔn)。同時還可以檢測出藥片尺寸和粘連，以便剔除裝入不合格藥片的藥瓶,從而大大提高了設(shè)備的數(shù)粒效率和灌裝質(zhì)量。
1 系統(tǒng)原理及組成
　數(shù)粒機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，包括振動落料模塊、成像模塊、主控模塊、外圍控制模塊和人機(jī)模塊。振動落料模塊，根據(jù)人機(jī)模塊上輸入的參數(shù)，使藥片按照一定的速度從進(jìn)料板上落下。當(dāng)藥片經(jīng)過成像模塊的檢測通道時，引起成像模塊中CCD光敏面上的光強(qiáng)發(fā)生變化。CCD傳感器的輸出信號，通過數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)入主控模塊；主控模塊對信號進(jìn)行處理，得到藥片x和y方向的尺寸，并與人機(jī)模塊輸入的藥片規(guī)格比較得出藥片是否為合格產(chǎn)品。如果合格，則進(jìn)行計(jì)數(shù)；否則做好標(biāo)志，待該瓶進(jìn)入傳送帶時，對該藥瓶進(jìn)行剔除。外圍控制模塊完成對灌裝工藝的驅(qū)動。
2 成像模塊
成像模塊主要為系統(tǒng)提供完整清晰的圖像，以EMP3064A為核心的CCD驅(qū)動電路為兩路CCD提供同步驅(qū)動信號。
2.1 光路設(shè)計(jì)
選用典型的兩相單溝道線性CCD芯片TCD1209D，其光敏單元數(shù)為2 048個，每個光敏單元尺寸為14 μm×14 μm[2]，成像長度為：