连铸机辊缝在线测量装置

摘要

本研究内容是连铸机辊缝在线测量装置。精确测量连铸机辊子的物理参数是提高连铸机产品质量的保证。针对目前测量过程中所遇到的测量精度低，无法进行连续测量并实时传输数据的问题，设计以PC104主板为核心，通过双通道并行运行的高速数据采集卡，实时采集传感器检测口输出的电压信号、数字信号、脉冲信号，并在系统软件中对数据预处理，实现连铸机辊子数据的在线检测，无线发送接收数据和在上位机监控界面的实时处理、显示和存储。
　　 本文首先阐述了辊缝仪测量原理，并对测量方法进行了介绍，制定了测量装置的整体设计方案，具体分为硬件和软件两个部分；接下来介绍了测量传感器以及数据采集系统硬件选型，并详细介绍了原理图的设计情况，无线传输和无线遥控电路的设计情况；然后介绍了下位机数据采集系统软件程序，上位机数据处理程序。最后对本系统进行了实验测试并对要点进行总结。硬件设计方面，基于PCM-3355型PC104嵌入式开发系统，采用ADS7842转换芯片，分辨率为12位，选用Altera公司的CPLD芯片EPM7128作为数据采集的核心器件，并在其内部以构件原理图的方式实现采集功能，对PC104地址总线进行译码，所产生的逻辑控制信号对各个单元的工作状态起控制作用。选用SRWF-1028作为无线遥控芯片。在软件方面，使用C语言编写数据采集程序；通过RS232和VB的MSComm控件，实现辊缝仪和PC工控机之间的通讯，并处理分析数据，图形显示。所设计的测量仪能检测辊子外弧对弧精度，旋转性以及辊缝值，辊缝间距误差小于0.5％，倾角测量精度达到0.01°，满足实际测试要求。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

1.1 连铸机辊缝在线测量装置概述

1.1.1 辊缝仪工作过程

1.1.2 技术概述

1.1.3 特点

1.2 课题的提出和意义

1.2.1 课题的提出

1.2.2 课题的意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的研究的主要内容和方法

2 辊缝仪测量原理及整体方案设计

2.1 辊缝仪测量原理和方法

2.1.1 外弧对弧精度的测量

2.1.2 开口度的测量

2.1.3 辊子旋转性的测量

2.2 辊缝仪组成和工作框图

2.2.1 辊缝仪组成

2.2.2 系统工作框图

2.3 硬件方案设计

2.3.1 检测系统设计

2.3.2 数据采集器设计

2.3.3 数据采集系统的集成设计

2.3.4 无线数据传输电路设计

2.3.5 无线遥控电路设计

2.4 软件方案设计

2.4.1 下位机程序设计

2.4.2 上位机程序设计

3 数据采集系统硬件设计

3.1 数据采集系统硬件结构

3.2 数据采集系统的硬件选型

3.2.1 辊缝仪检测的各类传感器

3.2.2 PC/104标准总线简介

3.2.3 PCM-3355

3.2.4 EPM7128

3.2.5 CF卡

3.2.6 A/D芯片

3.2.7 无线遥控芯片

3.3 数据采集系统硬件电路集成设计

3.3.1 A/D转换电路

3.3.2 逻辑控制与计数模块电路设计

3.3.3 数据总线传输方向控制

3.3.4 嵌入式主板集成设计

3.3.5 串口通讯电路设计

3.3.6 无线发送接收模块

3.3.7 无线遥控电源电路设计

3.3.8 抗干扰问题

4 下位机软件设计方案

4.1 软件开发环境

4.2 软件实现的功能

4.2.1 模拟信号的采集

4.2.2 数字信号采集

4.3 数据处理

5 上位机软件设计方案

5.1 PC通讯程序设计

5.1.1 软件开发环境

5.1.2 通讯控件MSCOmm

5.1.3 串口通讯程序代码

5.2 数据分析与处理程序设计

5.2.1 数据处理和存储

5.2.2 实时曲线绘制

6.调试与实验测试结果

6.1 实验测试

6.2 测量结果

7 结论

7.1 总结

7.2 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢