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基于CAN总线的结晶器振动控制器研究与设计
资料介绍
结晶器是连铸机的一次冷却设备，是连铸生产工艺中的核心设备。结晶器的非正弦振动具有上振平缓且时间长，下振时间短的特点，可以有效防止粘连性漏钢，有助于脱模并且提高铸坯质量。结晶器采用液压振动，易于实现非正弦振动，具有波形参数实时在线可调、精度高等特点。
本文以 STM32单片机为核心，设计了一款基于 CAN总线的连铸结晶器振动控制器，采用模块化设计方法，完成了同步串行接口（SSI）输入模块、两路外部 ADC振动位移同步采集模块、内部ADC采集模块、两路外部DCA控制信号同步输出模块、通信模块以及人机交互等模块的设计。本控制器通过 SSI模块可以接收来自振动位移传感器的SSI信号，采用该信号可有效提高振动位移采集的速度、精度以及抗干扰性。为了使其具有较好的兼容性，控制器也可通过 ADC同步采集模块接收振动位移传感器输出的4~20mA电流信号；采用 C语言编程，设计并实现了非正弦振动波形发生器、振动参数的修改、现场参数的采集、PID运算、控制信号输出、信息上传与下载以及人机交互等功能，为了避免在线修改振动参数对设备造成的冲击，通过自动判断参数的修改范围，采用渐进的阶梯式修改方法。控制器通过 CAN总线与上位机进行通讯，可以上传现场采集的数据及相关参数，也可以接收上位机发送的控制指令，控制器还可以脱离上位机独立工作，在上位机或通讯发生故障时，仍然可以保证生产的正常运行。
本文借助Altium Designer软件，完成了控制器的硬件设计，利用keil开发环境完成了控制器的程序设计，并完成了样机的制作。通过实验及测试，控制器的各项功能达到了设计要求。该控制器可以作为智能CAN节点，构建基于CAN总线的多流连铸机结晶器振动控制系统，有效提高连铸自动化水平。
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