中頻感應(yīng)爐監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、中頻感應(yīng)爐是利用金屬在交變磁場(chǎng)中，產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)加熱金屬的一種專用設(shè)備，其交變磁場(chǎng)頻率一般在200～2000Hz，該設(shè)備主要用于金屬熔煉、機(jī)械零件的毛坯鍛造和零件熱處理工藝中。該設(shè)備主要由可控硅中頻電源、中頻淬火變壓器、爐體內(nèi)的感應(yīng)線圈、電容、冷卻系統(tǒng)等組成。實(shí)際生產(chǎn)中由于冷卻水的原因（水垢、水流不均等），造成晶閘管器件損壞的概率較高，同時(shí)晶閘管作為中頻感應(yīng)爐最易損壞的部件之一，目前存在著不易檢修以及檢修成本高等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)一套中頻

2、感應(yīng)爐監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中頻感應(yīng)爐的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與晶閘管故障診斷對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。
　　文中對(duì)比分析了采用單片機(jī)、工控機(jī)、ARM處理器作為核心處理器器件組成的監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種基于ARM處理器與VGA轉(zhuǎn)接模塊的解決方案。該方案包括三個(gè)子系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)電源柜狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制的電源柜遠(yuǎn)程控制與顯示系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)對(duì)爐體水溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的爐體水溫顯示系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管故障診斷以及冷卻水溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電源柜主電路狀態(tài)與

3、水溫顯示系統(tǒng)。
　　在具體方案實(shí)現(xiàn)中，硬件平臺(tái)采用了功耗低且速度快的STM32處理器，外圍配置了VGA轉(zhuǎn)接模塊、SD卡、RS-485通信、DS18B20溫度傳感器、DS2450模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片等接口電路；軟件上采用了模塊化的編程方法，包括SD卡驅(qū)動(dòng)、VGA模塊驅(qū)動(dòng)、1-wire驅(qū)動(dòng)、Modbus協(xié)議等。1-wire總線僅需一條數(shù)據(jù)線即可完成傳感器組網(wǎng)，本文采用的1-wire總線多點(diǎn)溫度與多點(diǎn)電壓采集方案較大程度上簡(jiǎn)化了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布線，完

4、成50m通信距離的80路溫度或28路電壓采集僅需一條4芯傳輸線；同時(shí)VGA轉(zhuǎn)接模塊的選用提供了便捷的顯示輸出，本系統(tǒng)不需要額外的工控機(jī)或PC機(jī)即可獨(dú)立輸出VGA信號(hào)。
　　根據(jù)上述方案研制的監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)樣機(jī)，經(jīng)過(guò)測(cè)試，該系統(tǒng)能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)中頻感應(yīng)爐的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及對(duì)晶閘管故障的診斷，VGA轉(zhuǎn)接模塊、SD卡、1-wire器件等的選用使得系統(tǒng)具有使用簡(jiǎn)單、可定制性高、用戶界面良好等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)為中頻感應(yīng)爐系統(tǒng)在預(yù)防故