基于AVR的碳势控制系统的研究与开发

作     者：郭德胜 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尚可超

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：渗碳 单片机 增量式PID DS18B20 RS485/RS232 

摘      要：渗碳过程要求有高精度的测控系统来控制加工零件的渗碳质量。针对现有滴注式井式渗碳炉的碳势控制系统控制精度低、渗碳工艺不稳定、扩展性差的缺点,本文通过理论研究与实验研究相结合的方法,研制了基于AVR系列单片机ATmega169的低成本智能碳势控制系统,实现对渗碳过程的控制。 本论文主要内容包括:渗碳工艺的理论分析、系统硬件设计、软件设计和抗干扰设计。理论分析主要是通过对渗碳工艺原理、渗碳测量与控制的基本原理与方法以及碳势控制系统的认识,得出控制系统硬件电路的设计思路。本设计中,系统的硬件和软件设计采用模块化设计方法。硬件电路设计包括:信号测量通道设计、键盘模块设计、显示模块设计、输出模块设计、串行通信模块设计。软件设计包括:系统软件总体功能、增量式PID算法、人机交互界面设计、智能温度传感器接口程序设计等;抗干扰设计主要包括:硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计。采用单总线数字温度传感器DS18B20对热电偶进行冷端补偿,它可以直接输出数字信号,简化了电路设计。另外,本系统设计的RS485/RS232通信总线,实现了与计算机的数据通信且可通过网络组成集散控制系统。为了实现系统通信的可靠性,在设计中采用了高速光耦TLP521、MAX485以及RS485/RS232转换电路。该渗碳控制系统可以实现渗碳工艺的自动化控制,提高渗碳零件的渗碳质量和生产效率,减少资源浪费,降低企业生产成本。 本论文针对智能碳势控制系统设计了实验方案并进行了调试,调试结果表明该系统可以准确、可靠的运行。而且系统体积小巧,电路简单紧凑并可以进一步扩展其功能,具有良好的市场前景和推广价值。