基于單片機的熱處理工件裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路領域，具體地，涉及一種基于單片機的熱處理工件裝置。
【背景技術】
[0002]老式箱式加熱爐設備成舊，加熱處理過程主要采用人工操作，在加熱過程中必須全程監(jiān)控，并且因為人為等因素，加熱爐內部溫度的控制和加熱時間往往達不到工藝要求。

【發(fā)明內容】

[0003]為克服現(xiàn)有老式箱式加熱爐的技術缺陷，本發(fā)明公開了一種基于單片機的熱處理工件裝置。
[0004]本發(fā)明所述基于單片機的熱處理工件裝置，包括單片機和與單片機控制連接到的可控硅電路，所述可控硅電路中的可控硅功率器件與電熱絲串聯(lián)，箱式加熱爐內安裝有傳感器，所述傳感器輸出端與變送器連接，所述變送器與單片機信號連接，還包括與單片機連接的過零檢測電路和程序存儲器，所述過零檢測電路檢測可控硅功率器件的電流。
[0005]優(yōu)選的，還包括與單片機連接的鍵盤和顯示器。
[0006]具體的，所述單片機為80C552或AT89C2051。
[0007]具體的，所述傳感器為鉑銠30-鉑銠6型熱電偶。
[0008]本發(fā)明所述基于單片機的熱處理工件裝置，結構簡單，可靠性高，各單元部件之間的功能聯(lián)系緊密，安裝與維護非常方便。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種【具體實施方式】示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0011]基于單片機的熱處理工件裝置，包括上位機和多臺下位機，所述上位機與總線轉換器連接，所述總線轉換器通過數(shù)據總線與多臺下位機數(shù)據連接，所述下位機由傳感器、單片機和數(shù)據采集芯片組成，所述數(shù)據總線的首端和末端還設置有終端匹配電阻，所述數(shù)據總線為RS485總線。
[0012]本系統(tǒng)控制對象為中溫箱式電阻爐(900 0C )，由單片機控制可控硅功率控制回路的通斷比，調節(jié)電阻爐上的電壓輸出，達到控制爐膛溫度。溫度采集電路檢測爐溫的實際值，送入單片機與設定值進行比較得出偏差值，然后單片機經過一定的控制算法，調節(jié)電阻爐上的有效電壓，實現(xiàn)對電阻爐溫度的閉環(huán)控制。
[0013]整個系統(tǒng)由80C552單片機、鍵盤、顯示器、溫度采集電路、功率控制電路以及程序存儲器等模塊組成，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。為了增強系統(tǒng)可靠性，外加了過零檢測電路。
[0014]本系統(tǒng)采用的80C552單片機是Philips公司生產的80C51系列的無ROM型68引腳產品，所以在單片機外部擴展了一片32K字節(jié)的程序存儲器27256芯片。80C552單片機與Intel公司的MCS-51系列單片機兼容，使用增強型8051指令系統(tǒng)并且采用了先進的CHMOS工藝制作，片內帶有256字節(jié)RAM數(shù)據存儲器，一個8路10位A/D轉換器，4個定時器/計數(shù)器(包含監(jiān)視定時器)，具有6個8位輸入/輸出口，一個I2C總線接口，是一種高性能微控制器。
[0015]溫度采集電路采用鉑銠30-鉑銠6型熱電偶，其測溫范圍大，輸出熱電勢為十幾毫伏，熱電偶冷端補償采用集成溫度傳感器AD590芯片。溫度采集電路實時采集爐內溫度并轉換為電壓模擬信號，再通過80C552單片機的模數(shù)轉換引腳P5.0輸入單片機進行處理。
[0016]功率控制電路由光耦4N25、三極管和雙向可控硅構成，接收來自單片機的控制信號調整雙向可控硅導通角，實現(xiàn)電熱絲功率的控制。
[0017]鍵盤電路主要用于輸入待處理工件的鋼號。在熱處理加工中，通常不同鋼號的工件在熱處理過程中需要達到不同的淬火溫度和回火溫度。通過對十三種常用鋼號的熱處理工藝參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)T8、T10、T12三種類型的鋼號，它們的熱處理工藝要求基本相同，Crl2Mo、Crl2MoV兩種類型的鋼號，它們的熱處理工藝要求也基本相同，所以對于以上五種類型的鋼號只需要設置兩個按鍵，其余8種鋼號設置8個按鍵，再設置兩個按鍵用于實現(xiàn)鋼號輸入的確定和取消，故該系統(tǒng)鍵盤接口電路設計了 12個按鍵，分別稱為K0-K11。顯示接口電路由6位LED數(shù)碼管及I個提醒指示燈組成。LED數(shù)碼管分時顯示鋼號、爐膛內溫度；提醒指示燈主要用于提醒系統(tǒng)管理人員注意本次工件熱處理過程已經完畢。在鍵盤與顯示接口電路的設計中，為了節(jié)省80C552單片機的I/O 口線，系統(tǒng)外接8155芯片將鍵盤與顯示接口電路組合在一起，8155的C 口中PCO和PCl作為鍵盤的行掃描輸出口 ；8155的A 口中PA0-PA5作為鍵盤的列選口和6個LED的位選口，8155芯片的B 口全部作為6個LED的段碼信號輸出口。LED的段位選擇均由8位集電極開路的驅動器8718芯片負責驅動。提醒指示燈由8155芯片的PA7 口負責驅動。
[0018]該系統(tǒng)工作時，首先由操作人員通過鍵盤輸入工件的鋼號，80C552單片機通過鍵盤掃描程序得到工件鋼號，并根據鋼號從程序存儲器中提取該鋼號處理工藝的淬火溫度、回火溫度、保溫時間等參數(shù)，再對相關寄存器進行初始化操作，然后溫度傳感器采樣爐膛溫度，同時電熱絲進行全功率加熱直至爐內溫度達到設定溫度，進入保溫過程。保溫過程中采用模糊控制算法，時刻調整爐內溫度，達到保持爐內溫度的目的。當保溫時間到，輸出功率電路停止工作，電熱絲停止加熱，工件空冷出爐?？紤]到該系統(tǒng)用于工業(yè)現(xiàn)場，工況環(huán)境非常惡劣，所以軟件設計采用了較成熟的模塊化結構，使各個程序模塊之間互不影響，并在程序中采取了冗余指令以及軟件陷阱等抗干擾措施，增強了系統(tǒng)軟件的抗干擾性。
[0019]如上所述，可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【主權項】
1.基于單片機的熱處理工件裝置，其特征在于，包括單片機和與單片機控制連接到的可控硅電路，所述可控硅電路中的可控硅功率器件與電熱絲串聯(lián)，箱式加熱爐內安裝有傳感器，所述傳感器輸出端與變送器連接，所述變送器與單片機信號連接，還包括與單片機連接的過零檢測電路和程序存儲器，所述過零檢測電路檢測可控硅功率器件的電流。2.根據權利要求1所述的基于單片機的熱處理工件裝置，其特征在于，還包括與單片機連接的鍵盤和顯示器。3.根據權利要求1所述的基于單片機的熱處理工件裝置，其特征在于，所述單片機為80C552 或 AT89C2051。4.根據權利要求1所述的基于單片機的熱處理工件裝置，其特征在于，所述傳感器為鉑銠30-鉑銠6型熱電偶。
【專利摘要】本發(fā)明所述基于單片機的熱處理工件裝置，包括單片機和與單片機控制連接到的可控硅電路，所述可控硅電路中的可控硅功率器件與電熱絲串聯(lián)，箱式加熱爐內安裝有傳感器，所述傳感器輸出端與變送器連接，所述變送器與單片機信號連接，還包括與單片機連接的過零檢測電路和程序存儲器，所述過零檢測電路檢測可控硅功率器件的電流。本發(fā)明所述基于單片機的熱處理工件裝置，結構簡單，可靠性高，各單元部件之間的功能聯(lián)系緊密，安裝與維護非常方便。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105589369
【申請?zhí)枴緾N201410570288
【發(fā)明人】黃磊
【申請人】黃磊
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月23日