弹簧淬火温度采集监控系统设计和实现

摘要

本项目是为南方汇通弹簧股份有限公司研制的机车弹簧淬火温度实时采集、监测记录和自动控制系统。该项目可有效地保证弹簧生产质量，降低工人劳动强度。 温度测量采用棱镜分光比色测温仪对淬火前的弹簧实现测温，根据两路光强产生光电流的比值，采集处理转换成温度值。该温度有485信号和4-20mA电流信号两种输出形式。通过黑体炉对测温仪进行标定；开发了温度标定软件。采用比色测温的工作原理，具有不改变被测目标温度，响应速度快的优点，同时抗干扰能力强，测温准确。并且采用在线式测温方式，能够实现24小时不间断测温，从而实现了温度的实时监测。 温度采集选用DUT6000模块，4路4-20mA电流信号经模拟开关由单片机控制顺序选通到放大电路和A/D转换器ICL7135(±20000码)。单片机采集数据后，经校零、滤波、参比端补偿(热电偶)和线性化处理后转换为对应的温度数字量，存入内部RAM。单片机定期自动刷新内部RAM。通过485口将这些温度数据送到上位机，实现多路弹簧温度的采集。同时DUT6000模块对测得的弹簧温度进行判别，通过开关量输出实现对弹簧淬火的自动控制。 上位机采用工控机保证系统稳定运行，用自带COM端口和ADAM4520通讯模块与DUT6000通讯，软件使用VB语言编制，采用MODBUS RTU格式与DUT6000进行通讯，对采集的数据以表格和曲线方式进行显示，并存储在ACCESS数据库中，通过软件可以对DUT6000模块进行设置并对数据进行查询、报表打印等功能。 本课题可以实现对淬火前的弹簧温度及淬火液温度在工作现场的实时显示和合格品数量的统计，同时实现对多条生产线的温度数据实时监控并记录，实现管理的智能化，为产品的质量提供保证，同时实现弹簧产品的可追溯性。在弹簧测温领域具有广阔的应用前景，并且已经推广到牡丹江路通弹簧、内蒙古路通弹簧股份有限公司等多个现场应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1温度测量综述

1.1.1温度测量的种类

1.1.2辐射温度计的发展历史

1.2弹簧测温的现状

1.3本文的主要工作

2系统总体方案设计

2.1温度的现场测量、显示

2.1.1比色测温的原理

2.1.2棱镜分光比色测温仪的特点

2.1.3弹簧测温的方式

2.1.4实时数据的显示

2.2温度信号的远程传输、管理

2.2.1温度信号的远程传输

2.2.2温度采集控制器DUT6000

2.2.3上位机的综合管理

2.3淬火的自动实现

2.4本章小结

3棱镜分光比色测温仪的设计

3.1棱镜分光比色测温仪的硬件

3.1.1光学系统

3.1.2电路系统

3.2棱镜分光比色测温仪的软件

3.2.1采样设计

3.2.2通讯程序设计

3.2.3模拟量输出程序设计

3.3棱镜分光比色测温仪的标定

3.3.1温度标定

3.3.2数据处理

3.3.3标定参数下载

3.4大屏幕智能显示调节器

3.4.1功能概述

3.4.2 工作原理

3.4.3与红外测温仪的通讯

3.5温度采集控制器

3.5.1功能概述

3.5.2技术指标

3.5.3 工作原理

3.5.4数据通讯回路

3.5.5温度采集过程

3.6电气控制柜

3.6.1电路原理图

3.6.2功能概述

3.7本章小结

4上位机设计

4.1上位机硬件

4.2上位机组态

4.2.1组态算法

4.2.2组态设置

4.3上位机软件

4.3.1软件功能概述

4.3.2软件与控制器的通讯

4.3.3软件的数据管理

4.3.4软件的界面介绍

4.4本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢