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基于嵌入式的金属表面热处理智能控制系统

更新时间：2020-03-24 19:43:54 大小：7M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：嵌入式 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

热处理是现代制造业特别是装备制造业的重要组成部分之一，是保证金属制品内在力学、物理、化学等使用性能和形状尺寸稳定的关键工序。渗碳是热处理中非常重要的工艺，根据工件性能的不同要求，渗碳后工件表面含碳量为0.8％～1.2％，工件内部碳势呈梯度分布，使表面拥有较高硬度、耐磨性和抗疲劳性，同时心部仍保持较高韧性。渗碳是一个发生多个物理化学反应的复杂过程，碳势控制的精度将直接影响热处理质量。本文总结了目前我国热处理碳势控制的发展现状，设计了基于嵌入式的表面热处理智能控制系统，综合应用了热处理技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术和模糊PID控制算法等知识，主要从应用嵌入式技术进行温度和气氛参数的采集、渗碳层浓度分布的实时仿真、模糊PID控制算法、无线网远程监控等几个关键问题展开研究，响应工信部提出的两化融合的号召，对旧式碳势控制系统进行信息化改造，本文的主要研究内容有:

  1、综合了市场上微机碳势控制系统和单片机碳势控制仪的优点，提出新的设计方案，设计嵌入式系统平台，保证性能的前提下降低成本，以ARM11处理器为控制核心，搭载嵌入式Linux多任务操作系统，集成高精度AD、触摸屏、PWM、WIFI网卡等功能接口，实现氧势、温度的实时采集处理。

  2、建立碳势控制数学模型，实现工件渗层碳势分布的模拟仿真，采用Qt设计人机界面，实时显示碳势变化曲线和渗层碳势分布模拟曲线。

  3、研究采用模糊PID算法替代旧式渗碳控制系统采用的增量式PID算法，通过PID参数的在线调节，使碳势的控制具有更小的超调量，更优的稳定性和控制精度。实现复杂的渗碳过程的智能控制，碳势控制精度小于等于±0.05％C，温度控制精度达±2℃。

  4、系统通过无线WIFI模块构建远程无线碳势监控系统，开发网络通信程序，设计通信接口和数据帧格式，实现热处理生产的信息化管理，包括远程设置工艺、监控碳势温度、数据共享分析。上位机软件可在任何支持Socket通信的平台上独立开发，为上位机软件开发提供更多的选择。

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