手持式结晶器振动检测系统研制

作     者：姚国春 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李培玉

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：结晶器 手持 振动检测 嵌入式系统 上下位机 USB通讯 

摘      要：本文以连铸机结晶器振动检测技术为研究背景，在充分调研了国内外对结晶器振动的监测与故障诊断系统之后，分析了现有检测手段的不足，有针对性地提出手持式结晶器振动检测系统的需求，研制了一套以加速度振动传感器作为应用前端，以MSP430、ARM7的“双CPU结构作为硬件平台，以uC／OS-Ⅱ嵌入式操作系统进行上层任务调度的手持式结晶器振动检测系统。该系统具有低成本、低功耗、简单易用的特点。可以实现结晶器振动参数的检测，实现结晶器振动形式的检测，协助现场工程师得到钢坯的生产参考。 本系统对整个现场监测的任务进行合理的划分，包括上位机、下位机和传感器。其中，上位机包括移植了uC／OS-Ⅱ操作系统的S3C44BOX(ARM7)主模块、SDRAM存储模块、Flash存储模块、液晶显示模块、USB通讯模块等，承担实时数据的处理、采集信号的实时动态显示以及历史数据的上传等;下位机包括电源管理模块、信号滤波处理模块、运放调理电路模块、MSP430F149微控制器模块、串口通讯模块，承担信号的采集、预处理以及上传实时数据等;传感器采用内装IC压电加速度传感器，灵敏度高，安装方便，稳定可靠，便于实现巡检。 论文简要介绍了嵌入式系统的相关概念，并根据结晶器振动检测系统的需求进行了软硬件平台的设计;简要介绍了系统硬件平台的调试开发环境。 论文重点阐述了系统硬件平台的电路设计和调试、上下位机通讯的软件设计、上位机的启动设计以及系统与PC机的USB通讯设计。 最后论文对整个研究工作进行了总结和展望。利用手持式结晶器振动检测系统，可以替代现场利用游标卡尺、秒表标定结晶器振动参数的手段;协助现场工程师准确地获得结晶器振动特征值，形成生产参考，及时发现振动的异常，采取相应的措施。