碳化硅微粉水力精分选智能化测控系统的研制

摘要

在我国磨料磨具产业中，微粉产品的分级精度直接决定了微粉产品的等级、档次、价格差异及产品的市场竞争力。在该产业中的碳化硅行业里，碳化硅微粉只有经过水力精细分级工艺后，才能大大提高其产品附加值。但在碳化硅行业中，目前普遍采用的水力精细分级的控制方式存在着许多明显不足之处：分级不细；分级的准确性、稳定性较差；分级效率低、能耗大、能效低等，这些均严重影响了碳化硅微粉产品质量和效益的提升。 本人的学位论文紧密结合江苏省重大科技成果转化专项基金项目“硅晶片线切割用6HSiC微粉材料的研究及产业化”项目（项目编号：BA2006049），并阐述了分课题“水力精分车间自动测控与信息化管理系统”的研发工作。本学位论文的主要内容为：设计和构建了用于水溢流精细分级的自动控制装置（包括溢流罐智能化测控仪、监控计算机管理信息系统和CAN总线网络等）；提出了一种用于硅微粉水溢流精密分级工艺的自动控制方法，在稳定管道内水压的情况下，对流量控制设备进行自动调节，使溢流罐进水流量更加均匀的变化，遍历目标微粒对应有效流量区间内的各个流量点，使目标粒度之内的微粉尽可能多的溢出，并且减少原料板结，缩短溢流周期，降低能耗，提高分级效率。 本人的主要工作有系统的总体方案论证，溢流罐智能化测控仪（恒压智能化测控仪）嵌入式系统硬件、软件设计，监控计算机信息化管理平台设计，CAN总线软硬件接口设计，水溢流精细分级控制策略，恒压控制实时控制策略，分布式系统总线通讯协议制定，以及基于硬件系统的软件调试和针对实际系统的实际现场运行等内容。 目前整套系统已在连云港研磨厂投入实际试运行，试运行情况良好，已全面实现了此系统的设计功能和主要技术指标。系统性价比高、实用性好，具有良好的推广应用价值。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题研究的目的和意义

第二章 系统总体方案设计

2.1 水力分级工艺分析以及功能需求

2.1.1 水力精分选工艺分析以及功能需求分析

2.1.2 水力精分选工艺原有系统分析

2.1.3 水力精分选工艺系统改进说明

2.1.4 水力精分选工艺分析和功能

2.2 水力精分选系统方案论证和方案选择

2.2.1 水力精分选智能化测控系统网络传输论证与设计

2.2.2 水力精分级智能化测控系统现场监控平台的选择

第三章 溢流罐智能化测控仪(及恒压智能测控仪)硬件设计

3.1 溢流罐智能化测控仪硬件设计

3.1.1 溢流罐智能化测控仪硬件整体设计

3.1.2 中央处理模块设计

3.1.3 通讯接口电路设计

3.1.4 人机交互系统模块设计

3.1.5 参数存储模块设计

3.1.6 数据采集部分设计

3.1.7 数据输出部分设计

3.1.8 电源模块设计

3.2 恒压智能测控仪硬件设计

3.3 硬件抗干扰设计

第四章 现场智能仪表嵌入式软件设计和实时控制策略

4.1 嵌入式软件及其控制策略

4.1.1 溢流罐智能化测控仪嵌入式软件总体设计

4.1.2 系统服务方案及中断管理机制与响应流程

4.1.3 模拟信号采集应用程序及控制策略分析

4.1.4 电动阀驱动及控制应用程序和控制策略分析

4.1.5 CAN通讯应用程序及控制策略分析

4.1.6 日历时钟应用程序及控制策略分析

4.1.7 EXTI处理应用程序及控制策略分析

4.1.8 手自动无扰切换控制策略分析

4.1.9 异常处理及看门狗技术控制策略分析

4.2 恒压供水智能化测控仪嵌入式软件及其控制策略

4.2.1 恒压供水智能化测控仪嵌入式软件总体设计

4.2.2 恒压供水智能化测控仪应用程序设计

4.3 嵌入式软件开发实践

4.3.1 嵌入式系统开发平台介绍

4.3.2. 软件开发流程

4.3.3 软件开发调试

第五章 主监控平台软件设计

5.1 监控系统平台选择和组态软件选择IFix组态软件介绍

5.1.1 监控系统平台选择

5.1.2 IFix组态软件介绍

5.2 监控计算机通信接口的实现

5.2.1 OPC接口方式

5.2.2 IFix和PCI接口卡的OPC接口方式及通讯的实现

5.2.3 监控平台的具体实现

5.3 程序设计

5.3.1. 监控功能

5.3.2. 参数设置

5.3.3. 历史曲线

5.3.4 登录、密码

第六章 现场总线通讯协议制定

6.1 CAN总线简介

6.1.1 CAN总线性能特点

6.1.2 CAN总线分层结构

6.1.3 CAN的报文规范

6.2 CAN总线通讯协议制定

6.2.1 通讯协议的总体设计

6.2.2 报文格式

6.2.3 通讯协议的报文描述

结束语

致谢

参考文献

作者在学期间发表的论文清单