1 引言

作为一个轧辊生产企业,离心轧辊毛坯的浇铸过程是一道重要的工序, 而在整个轧辊的冶炼和浇铸过程中,需要严格地控制各个时段的温度。如何才能实现在计算机上监测铁水的实时温度,将涉及到人们是否能及时地控制好各个时期的温度,使浇铸出来的产品能更好地符合工艺要求,具有更高的质量。我这里是用 VB 编程,开发出一套温度的实时监测软件(测温软件),来监测实时的温度并进行数据的存储,以备日后查询。

2 浇铸工艺简介

简单介绍一下毛坯的整个浇铸过程, 先要冶炼铁水,根据工艺的要求,要在中频炉或工频炉通过加热升温来实现,一般要加热到1300℃-1600℃,同时要调整铁水的成分,当加热到工艺要求的温度时,停止升温过程,铁水出炉,然后要有一个短暂的降温过程,等温度合适的时候,把铁水加入高速旋转离心机,在离心力的作用下,把铁水甩向外层,旋转的同时,铁水的温度也随之下降,逐渐凝固,合适的时候停机,就作出了中空的毛坯外壳; 同时, 另一炉炼好的铁水经冷却后, 达到合适的温度,此时把铁水浇入到做好的外壳中,形成了毛坯的芯部,冷却后就形成了一支离心辊毛坯。在整个过程中,需要对铁水适时测温,适时调温。测温一般是通过热电偶来实现的,而测出的温度会实时传输到与热电偶相连的大屏幕仪表上,电脑通过串口连接线与仪表连接,通过测温软件采集仪表上显示的数据,而在对温度值要求比较精确的情况下,可以用红外测温仪代替热电偶,直接与电脑串口相连,进行串口通讯。

3 串口通讯的解决

3.1 通讯程序的设计

测温软件首先要解决的是串口的通讯传输的问题。要遵循仪表或红外测温仪本身所要求的数据传输协议,只有在此协议下才能实现测温软件与仪表的正确数据传输,再经过测温软件进行显示、处理和数据的存储、调用、查询等实现对温度的实时监测与控制。而我在此测温过程中所用的红外测温仪遵循modbus 协议,只要按它的协议及算法规定,按位截取采集数据,就可以编写出程序。经过编程和测试,认为以下程序可以实现一般的串口通讯。

Mscomm1.commport=1

If Mscomm1.portopen=false then

Mscomm1.portopen=true

End if

Mscomm1.setting=”9600,n,8,1”

Mscomm1.Rthreshold=1

Mscomm1.Inputlen=0

Mscomm1.Inputmold=0

可在Form_load()事件中加入以上程序,此程序运行就直接打开串口;也可做成 command 按钮控件,放入click 事件中,用点击按钮的方式打开串口。

3.2 通讯控件Mscomm的使用

在这个程序中我们要用到一个 VB 中的重要的通讯控件 Mscomm,在 Mscomm 控件的 oncomm 事件中定义合适的输入字段(inputlen)的长度值,这一步完成后,就解决了通讯问题,也就是通过测温软件可以显示出仪表上的显示值,但是不同的测温仪表会有其不同的通讯协议, 要根据不同的协议来进行串口通讯的编程。在MSComm1_OnComm()事件中编程:

js = ""

js = js & MSComm1.Input

js1 = Val(Mid(js, 4, 8))

RichTextBox1.Text = js1

RichTextBox1 框中显示的内容就是通过串口采取

到的温度值,

3.3 单次测温的具体设计方法

利用该测温软件去测铁水的温度,在中频炉或工频炉对铁水的冶炼过程中,不需要连续测温,只是在温度到达一定值时,间断性地对加热中的铁水测几次温度,每一次用热电偶测温,时间都很短暂,而测温仪表的显示值也会由原来的室温值迅速变化到铁水的当前温度值,当停止测温时,测温仪表的显示值又会很快下降到室温值。如何才能让测温软件正确地在某一时刻反映铁水的温度,是我们要解决的又一个问题。在热电偶没有测温时, 仪表的显示值往往是室温而不是铁水的温度,只有热电偶测取铁水温度时,仪表的显示数据才迅速跳变,短时间内达到铁水的实际温度,当热电偶几秒测温结束后,仪表的显示数值就会很快又下降到室温,等待下次测温,通过以上叙述可以看出仪表显示的数值在热电偶测温的短时间内有一个快速升降的过程,如果做成温度随时间变化的曲线,近似为抛物线形状,而在这个过程中,只有最高点温度值才能反映测温时铁水的实际温度,所以测温软件就要在这一测温时间段内采集并保留、显示相对于此时间段的最高的温度值。在铁水降温等待加工外壳或芯部的过程中,也需要测几次温,以达到工艺要求的温度值,来进行下一步的工作,在这一过程中温度的实时测取方法同升温时一样。

4 数据的存储和查询

对采集到的数据进行存储和查询,具体可以通过编程建立并连接数据库文件,利用建立记录集(Recordset)和连接(Connection)的方法来对数据库中的数据进行调用并对采集到的数据进行显示和存储。

Dim objrs as Recordset

Dim objcn as Connection

Dim strcn as string

Strcn =”provider=Microsoft.jet.oledb.4.0; Data

source= 库文件名;”

Objcn.connectionstring = strcn

Strsql =”select * from 表文件名”

Objrs open(strsql)

以上程序使用的是Access 数据库,其它数据库(SQLserver, ORACLE)等的调用方法类似,库文件名中要指明路径。这样就建立了记录集 o b j r s 并建立了连接objcn,指向我们所要用到的数据库,同时打开了我们所要用到的表文件,以下的工作就是把采集到的数据放入记录集中,通过更新记录集来更新数据库,达到数据的存储和调用的目的。

5 型腔测温

5.1 测温方法

在型腔(也就是离心机中)的测温过程中,由于离心机不停的高速旋转,且铁水温度也在不停地下降,根据工艺要求,需要连续测温,在型腔内一直放入热电偶,不间断地测温,并把温度传送给仪表,所以仪表基本上反映的就是这一时间段的铁水的实时温度,为了记录下这一过程,测温软件可以通过设置较高的采样频率来采集数据,在程序中可以使用时钟控件Timer 来设置,并用表格和曲线图两种方式显示,而曲线图的显示就更直观。曲线的绘制可以通过先定义坐标轴,横坐标轴为时间轴,纵坐标轴为温度轴,按连续的测温点绘制成一条温度随时间变化的曲线。

5.2 曲线绘制

Cls

Form1.scale (-40,1000)—(1000,40)

Line (0,0)—(x,0) 画横轴

Line (0,0)—(0,y) 画纵轴

Currentx= -10 : currenty= -10 :print “0”

定义坐标原点“0”

Currentx= x1 : currenty= y1 :print “x”

定义横轴标记“x”

Currentx= x2 : currenty= y2 :print “y”

定义纵轴标记“y”

定义了坐标轴系以后,就可以利用打印点命令Pset(x,y)来依此打印每一次采样的数据,测温过程后,就可得到一条温度随时间变化的过程曲线。具体测温曲线可以通过如下方法绘制:首先在 form_load()事件中定义 x=0。

在Timer1_Timer()事件中编程:

Text2.Text = Format(Now, "hh:mm:ss")

Text2 文本框中显示的是当前系统时间,

在Text2_Change()事件中编程:

x = x + 1

y = Val(RichTextBox1.Text)

PSet (x, y)

这样就是每秒打印一个当时的温度值,横坐标对应时间的秒数,纵坐标对应当时的温度值,如此逐点打印直到测温结束,就得到温度随时间变化的过程曲线。

曲线图中短暂的升温段是热电偶由室温快速升温到最初加入的铁水温度值,而以后反映的是实时的铁水温度。同时把采集的数据存入数据库中,把测温曲线图形以图形文件的形式进行存储,并开发了查询程序来对温度数据和曲线图形进行查询。另外还使用了无纸记录仪与电脑连接,并使用其要求的通讯协议进行编程,实现与电脑的串口通讯,这样就可以把每一次加工的实时曲线显示在无纸记录仪上,便于加工者随时观看。

以上是根据浇铸的生产过程依次介绍的测温软件中的几个主要方面,基本上能完成对浇铸测温的采集、显示、存储和查询等功能。软件还可实现诸如根据不同的加工炉对数据进行存储;调用更改加工过程中的铁水量或其它物料参数,达到合理配比,以适应加工工艺的要求;根据时间段或其它条件对数据的查询等功能。

6 结束语

通过对离心轧辊浇铸的基本工艺过程的了解,利用vb 编程软件进行程序开发实现对浇铸过程中不同的时间点和时间段的温度监测。此软件主要实现了数据的串口通讯;数据库的连接和数据存储;加工过程中温度随时间变化的工艺曲线的绘制等。在实际的生产过程中可以得到很好应用。测温软件能实现测温过程中的主要功能和常用功能,但也有不太完善的地方,有待于继续努力,使测温软件的功能更为强大和完善。

摘自：中国计量测控网