【摘 要】
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渗碳过程在机械零件加工中起着十分重要的作用,也是机械制造过程中的重要环节.本课题的主要研究内容是:(1)气体渗碳计算机控制系统的总体方案设计和设备布局(2)温度检测与控
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渗碳过程在机械零件加工中起着十分重要的作用,也是机械制造过程中的重要环节.本课题的主要研究内容是:(1)气体渗碳计算机控制系统的总体方案设计和设备布局(2)温度检测与控制(3)碳势控制(4)整体组装,调试.本文首先简要介绍了渗碳控制技术研究的意义及现状,接着阐述了钎钢计算机控制渗碳的工艺流程,并论述了气体渗碳的可控渗碳原理和氧探头的工作原理.根据以上原理分析,并从井式炉滞后的特性及从增加系统可靠性角度出发,我们以井式渗碳炉为对象设计了一套钎钢渗碳计算机自动控制系统.该系统采用两级分布式微机控制系统,氧探头作为测碳势传感器,热电偶作为测温度传感器,微流量电磁阀作为渗剂供给执行机构,可控硅驱动模块作为加热执行机构,控制渗剂滴量,同时控制六个区的温度(根据渗碳炉的结构分为六个区).氧探头检测碳势时,控制系统以控制电磁阀作副回路,氧探头控制作为主回路.氧探头采得碳势信号,经过碳控仪将信息送入上位工控机.工控机将得到的信息进行分析和处理,通过通讯模块传到碳控仪,碳控仪可以输出控制信号来控制煤油、甲醇的滴量.温度检测与显示部分是基于单片机,设计了一个串行数据采集/传输模块.该模块功耗低、采样精度高、可靠性好,有一定的使用价值,适合对数据采样频率要求不是特别高的应用场合.论文就整个系统的抗干扰问题进行了探讨,根据不同的干扰源和传输途径,实施了一些相应的抗干扰措施,包括接地技术,屏蔽技术,电网干扰抑制,过程通道干扰抑制.本文还给出了系统上位机与下位机的通讯协议和应用程序结构.最后对本文所研制的系统进行了调试工作,通过对钎杆的渗碳结果进行分析,表明本文所研制的钎杆气体渗碳集散式自动控制系统在较为复杂、恶劣的工作环境中仍能运行稳定,具备较强的抗干扰能力和较高的可靠性.通过采用本系统,钎杆的渗碳质量比以前的人工控制有了显著提高,节约了时间,减小了能耗.具有良好的应用前景.
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