滲碳爐碳勢控制儀表的研究與開發(fā).pdf

1、滲碳、碳氮共滲是應用最為廣泛的化學熱處理工藝，隨著現(xiàn)代工業(yè)對零件熱處理要求的提高，工人憑借經(jīng)驗觀察滲碳層深度從而調(diào)節(jié)滲劑通入量的傳統(tǒng)方法，已不能滿足碳勢精確控制的要求，所以碳勢控制儀表的需求量增加。然而，進口碳控儀價格昂貴、維修費用高，國產(chǎn)碳控儀具有通用性較差、動態(tài)響應慢等缺陷。因此，設計性價比高、通用性強、響應快的碳控儀對推動熱處理技術的發(fā)展具有重要意義。
　　 本研究以Atmega1280單片機為核心，模塊化設計儀表的硬件和

2、軟件，并完成樣機調(diào)試。主要的研究工作如下:
　　 首先確定溫度和碳勢控制的算法。在詳細分析普通PID算法的基礎上，提出將此次誤差和上次誤差取加權平均值后，再進行增量式PID運算的方法。在matlab環(huán)境中，對溫度和碳勢模型進行仿真實驗，動態(tài)響應曲線表明改進后系統(tǒng)的動態(tài)響應速度快，穩(wěn)態(tài)誤差小。
　　 然后，設計模擬量輸入、控制輸出、數(shù)據(jù)存儲、人機接口等硬件電路。設計程控放大電路實現(xiàn)熱電偶信號調(diào)理，通過軟件控制放大倍數(shù)，增強

3、了儀表的通用性;設計PWM波轉4～20mA電路實現(xiàn)丙烷輸出控制，在傳統(tǒng)電路的基礎上增加穩(wěn)壓電路、MOSFET管及其驅動電路，提高了輸出電流的精確性和穩(wěn)定性;采用大容量存儲器AT45DB161D存儲多種工藝參數(shù)類型，滿足滲碳零件多品種、多工藝的需求。
　　 同時，設計信號采集和處理、控制輸出、串口通訊等軟件模塊。采用分段線性插值法計算采集量，提高其準確性，并且該方法只需要存儲曲線分段點處的分度表，節(jié)約大量的內(nèi)存空間;采用RS485