永兴特钢钢坯连轧温度检测系统的设计

摘要

钢坯连轧是一种把液态钢倒入连铸机中轧出钢坯，钢坯不需要冷却，保温一段时间后直接进入热连轧机轧出成型钢材的轧制工艺。轧制过程中的温度会直接影响钢材的硬度、强度、韧性和塑性，因此，温度检测系统的研究对于钢坯连轧生产具有重要的意义，有助于提高产品的质量。 本文的主要工作和成果如下: 1.完成了温度检测系统硬件设计及其主要元器件的选型。本文中温度传感器根据要求测温范围最高达到1600℃并且线性度要好、便于远距离传输，所以选择了具有标准输出4～20mA的热电偶温度变送器。A/D转换则使用了电压频率转换器LM331，它比AD0809抗干扰性能更好。从机使用STC12系列单片机，主机由于需要处理从机的信号，选用具有较大容量存储器和丰富硬件接口电路的ATmega16系列单片机。而检测点之间的数据传输则选择了RS-485。 2.研究了LM331组成的电压/频率转换电路中电流输出端的电容CL对转换电路的线性度的影响。并通过实验，调整了CL大小，得到了0.9％的线性度。 3.电子显示屏采用了高亮度、低成本、易控制的8英寸LED共阳数码管，设计了相应的数码管驱动电路。 4.完成了温度检测点处从机和主机的软件设计。 5.系统运行后低温线性度较差，通过提高数据采集点的输入阻抗，较大地提高了线性度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的意义和课题的来源

1．2 国内外研究现状及趋势

1．2．1 温度检测技术

1．2．2 国内外温度检测技术

1．3 本课题研究的主要内容

第2章 系统开发平台介绍

2．1 永兴特钢轧钢系统

2．1．1 永兴特钢公司

2．1．2 永兴特钢线材轧制生产车间

2．2 单片机选型

2．3 STC12单片机

2．4 ATmega16单片机

2．5 KEIL开发环境

2．6 VB6．0上位机开发软件

第3章 温度检测系统硬件设计

3．1 系统整体方案

3．2 温度变送器模块方案

3．2．1 热电偶传感器

3．2．2 B型热电偶温度变送器指标

3．3 电压／频率转换模块方案

3．3．1 LM331集成电路

3．3．2 由LM331组成的电压／频率转换电路

3．4 信号传输模块

3．4．1 串行通信

3．4．2 STC12单片机内部串行通信工作方式

3．4．3 ATmega16单片机内部串行通信工作方式

3．4．4 RS-485

3．5 显示模块

3．5．1 共阳数码管内部结构

3．5．2 数码管的驱动电路

3．6 单片机数据处理模块

3．6．1 STC12单片机系统

3．6．2 ATmega16单片机系统

第4章 温度检测系统软件设计与测试结果

4．1 主从结构的设计方案

4．2 从机的软件设计

4．2．1 检测点B的数据处理程序设计

4．2．2 STC12单片机温度显示程序设计

4．2．3 STC12过钢数的计算

4．2．4 STC12数据传输程序设计

4．3 主机软件设计

4．3．1 检测点A的数据处理程序设计

4．3．2 ATmega16单片机显示程序设计

4．3．3 ATmega16数据接收和发送程序的设计

4．4 永兴特钢温度检测储存系统

4．4．1 储存系统主要功能介绍

4．4．2 上位机软件的实现

4．5 系统测试结果

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢