基于单片机的热处理工件装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种基于单片机的热处理工件装置。
【背景技术】
[0002]老式箱式加热炉设备成旧，加热处理过程主要采用人工操作，在加热过程中必须全程监控，并且因为人为等因素，加热炉内部温度的控制和加热时间往往达不到工艺要求。
【发明内容】
[0003]为克服现有老式箱式加热炉的技术缺陷，本发明公开了一种基于单片机的热处理工件装置。
[0004]本发明所述基于单片机的热处理工件装置，包括单片机和与单片机控制连接到的可控硅电路，所述可控硅电路中的可控硅功率器件与电热丝串联，箱式加热炉内安装有传感器，所述传感器输出端与变送器连接，所述变送器与单片机信号连接，还包括与单片机连接的过零检测电路和程序存储器，所述过零检测电路检测可控硅功率器件的电流。
[0005]优选的，还包括与单片机连接的键盘和显示器。
[0006]具体的，所述单片机为80C552或AT89C2051。
[0007]具体的，所述传感器为铂铑30-铂铑6型热电偶。
[0008]本发明所述基于单片机的热处理工件装置，结构简单，可靠性高，各单元部件之间的功能联系紧密，安装与维护非常方便。
【附图说明】
[0009]图1是本发明一种【具体实施方式】示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0011]基于单片机的热处理工件装置，包括上位机和多台下位机，所述上位机与总线转换器连接，所述总线转换器通过数据总线与多台下位机数据连接，所述下位机由传感器、单片机和数据采集芯片组成，所述数据总线的首端和末端还设置有终端匹配电阻，所述数据总线为RS485总线。
[0012]本系统控制对象为中温箱式电阻炉(900 0C )，由单片机控制可控硅功率控制回路的通断比，调节电阻炉上的电压输出，达到控制炉膛温度。温度采集电路检测炉温的实际值，送入单片机与设定值进行比较得出偏差值，然后单片机经过一定的控制算法，调节电阻炉上的有效电压，实现对电阻炉温度的闭环控制。
[0013]整个系统由80C552单片机、键盘、显示器、温度采集电路、功率控制电路以及程序存储器等模块组成，系统结构框图如图1所示。为了增强系统可靠性，外加了过零检测电路。
[0014]本系统采用的80C552单片机是Philips公司生产的80C51系列的无ROM型68引脚产品，所以在单片机外部扩展了一片32K字节的程序存储器27256芯片。80C552单片机与Intel公司的MCS-51系列单片机兼容，使用增强型8051指令系统并且采用了先进的CHMOS工艺制作，片内带有256字节RAM数据存储器，一个8路10位A/D转换器，4个定时器/计数器(包含监视定时器)，具有6个8位输入/输出口，一个I2C总线接口，是一种高性能微控制器。
[0015]温度采集电路采用铂铑30-铂铑6型热电偶，其测温范围大，输出热电势为十几毫伏，热电偶冷端补偿采用集成温度传感器AD590芯片。温度采集电路实时采集炉内温度并转换为电压模拟信号，再通过80C552单片机的模数转换引脚P5.0输入单片机进行处理。
[0016]功率控制电路由光耦4N25、三极管和双向可控硅构成，接收来自单片机的控制信号调整双向可控硅导通角，实现电热丝功率的控制。
[0017]键盘电路主要用于输入待处理工件的钢号。在热处理加工中，通常不同钢号的工件在热处理过程中需要达到不同的淬火温度和回火温度。通过对十三种常用钢号的热处理工艺参数进行分析，发现T8、T10、T12三种类型的钢号，它们的热处理工艺要求基本相同，Crl2Mo、Crl2MoV两种类型的钢号，它们的热处理工艺要求也基本相同，所以对于以上五种类型的钢号只需要设置两个按键，其余8种钢号设置8个按键，再设置两个按键用于实现钢号输入的确定和取消，故该系统键盘接口电路设计了 12个按键，分别称为K0-K11。显示接口电路由6位LED数码管及I个提醒指示灯组成。LED数码管分时显示钢号、炉膛内温度；提醒指示灯主要用于提醒系统管理人员注意本次工件热处理过程已经完毕。在键盘与显示接口电路的设计中，为了节省80C552单片机的I/O 口线，系统外接8155芯片将键盘与显示接口电路组合在一起，8155的C 口中PCO和PCl作为键盘的行扫描输出口 ；8155的A 口中PA0-PA5作为键盘的列选口和6个LED的位选口，8155芯片的B 口全部作为6个LED的段码信号输出口。LED的段位选择均由8位集电极开路的驱动器8718芯片负责驱动。提醒指示灯由8155芯片的PA7 口负责驱动。
[0018]该系统工作时，首先由操作人员通过键盘输入工件的钢号，80C552单片机通过键盘扫描程序得到工件钢号，并根据钢号从程序存储器中提取该钢号处理工艺的淬火温度、回火温度、保温时间等参数，再对相关寄存器进行初始化操作，然后温度传感器采样炉膛温度，同时电热丝进行全功率加热直至炉内温度达到设定温度，进入保温过程。保温过程中采用模糊控制算法，时刻调整炉内温度，达到保持炉内温度的目的。当保温时间到，输出功率电路停止工作，电热丝停止加热，工件空冷出炉。考虑到该系统用于工业现场，工况环境非常恶劣，所以软件设计采用了较成熟的模块化结构，使各个程序模块之间互不影响，并在程序中采取了冗余指令以及软件陷阱等抗干扰措施，增强了系统软件的抗干扰性。
[0019]如上所述，可较好的实现本发明。
【主权项】
1.基于单片机的热处理工件装置，其特征在于，包括单片机和与单片机控制连接到的可控硅电路，所述可控硅电路中的可控硅功率器件与电热丝串联，箱式加热炉内安装有传感器，所述传感器输出端与变送器连接，所述变送器与单片机信号连接，还包括与单片机连接的过零检测电路和程序存储器，所述过零检测电路检测可控硅功率器件的电流。2.根据权利要求1所述的基于单片机的热处理工件装置，其特征在于，还包括与单片机连接的键盘和显示器。3.根据权利要求1所述的基于单片机的热处理工件装置，其特征在于，所述单片机为80C552 或 AT89C2051。4.根据权利要求1所述的基于单片机的热处理工件装置，其特征在于，所述传感器为铂铑30-铂铑6型热电偶。
【专利摘要】本发明所述基于单片机的热处理工件装置，包括单片机和与单片机控制连接到的可控硅电路，所述可控硅电路中的可控硅功率器件与电热丝串联，箱式加热炉内安装有传感器，所述传感器输出端与变送器连接，所述变送器与单片机信号连接，还包括与单片机连接的过零检测电路和程序存储器，所述过零检测电路检测可控硅功率器件的电流。本发明所述基于单片机的热处理工件装置，结构简单，可靠性高，各单元部件之间的功能联系紧密，安装与维护非常方便。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105589369
【申请号】CN201410570288
【发明人】黄磊
【申请人】黄磊
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月23日