基于CAN总线的结晶器振动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于CAN总线的结晶器振动控制装置。本发明专利技术是一种低成本的带有现场总线接口的结晶器液压振动控制装置，用于构建基于CAN现场总线的多流连铸机振动控制系统，对于改善国内钢铁企业使用的液压振动控制装置大多从国外引进的现状，降低连铸自动化成本，提高连铸自动化水平具有重要意义。本装置使用STM32单片机作为控制器，大大降低了系统的成本。在振动位移检测方面，可采SSI信号，可实现振动位移信号的高速同步采样，同时可提高振动位移检测的精度；在通讯方面，通过CAN总线实现与上位机的通讯，可实现对振动波形参数的实时修改和监控功能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于CAN总线的结晶器振动控制装置。本专利技术是一种低成本的带有现场总线接口的结晶器液压振动控制装置，用于构建基于CAN现场总线的多流连铸机振动控制系统，对于改善国内钢铁企业使用的液压振动控制装置大多从国外引进的现状，降低连铸自动化成本，提高连铸自动化水平具有重要意义。本装置使用STM32单片机作为控制器，大大降低了系统的成本。在振动位移检测方面，可采SSI信号，可实现振动位移信号的高速同步采样，同时可提高振动位移检测的精度；在通讯方面，通过CAN总线实现与上位机的通讯，可实现对振动波形参数的实时修改和监控功能。【专利说明】基于CAN总线的结晶器振动控制装置
本专利技术涉及一种基于CAN总线的结晶器振动控制装置，特别是涉及结晶器振动控制，属于连续铸钢领域。
技术介绍
目前国内钢铁企业使用的液压振动控制装置，存在以下缺陷:I)功能较完全的振动控制器大都是从国外引进的，成本很高；2)—些低成本的结晶器振动控制器现场级设备只具有信号采集与执行控制命令的功能，控制算法通过上位机完成，下位机完成的功能仅仅是采集与执行上位机的命令，在总线通讯出现故障的情况下不能完成工作任务；3)现行的许多低成本的控制器在控制参数修改与设置方面存在不足:控制器参数修改一般只能通过在线方式由上位机下发参数，完成控制功能，本机不能独立完成参数修改功能，对于总线的依赖程度过大；4)在控制过程监控方面，一些低成本的控制器存在如下缺陷:只能通过总线由上位机组态进行监控，不能在现场完成监控功能。基于以上一些技术缺陷，开发低成本、功能完备并带有现场总线接口的结晶器液压振动控制装置，用于构建基于现场总线的多流连铸机振动控制系统，对于钢铁企业发展高效连铸，降低连铸自动化成本，提高连铸自动化水平具有重要意义。
技术实现思路
一种基于CAN总线的结晶器振动控制装置，微处理器、模拟信号调理模块还包括:SSI高速同步采集模块、SSI高速同步采集模块输入端与振动位移传感器接口相连接，SSI高速同步采集模块输出端与微处理器相连接，微处理器用于完成现场信号采集、SSI协议振动位移信号采集，根据本机或上位机设置的控制参数、经过控制算法运算处理，控制信号通过微处理器中的内部控制信号输出模块进入控制信号输出模块，控制信号输出模块进行D/A转换后与结晶器振动液压伺服阀连接；CAN总线监控信号通过微处理器内的总线通讯模块进入CAN总线接口模块，CAN总线接口模块与CAN总线相连接进行在线监控；本机监控通过微处理器内的触摸屏驱动模块与触摸屏模块连接。进一步:现场信号采集包括:拉坯速度传感器信号、两路阀芯位置信号、两路液压腔压力信号、两路振动位移信号、开关量信号；所述拉坯速度传感器信号、两路阀芯位移信号及两路液压腔压力信号通过模拟信号调理模块送入微处理器；两路振动位移信号通过SSI高速同步采集模块送入微处理器；开关量信号通过输入开关量电气隔离模块进行电气隔离后送入微处理器后，微处理器按照触摸屏或CAN总线设定的参数处理后输出结晶器振动液压伺服阀振动的控制及监控信号。进一步:微处理器包括:内部模拟信号采集模块，内部SSI信号采集模块，控制算法模块，振动波形发生器模块，主程序模块，初始化模块，震动参数修改模块，定时器配置模块，通讯数据封装模块，控制信号输出模块，数字量输出模块，触摸屏驱动模块，总线通讯模块,显示程序模块。进一步:所述模拟信号调理模块包含有I/V变换电路，将电流信号转换为O?3.3V的电压信号，完成所采集的拉速、阀芯位移、液压缸腔内压力信号的调理。进一步:SSI高速同步采集模块，可同步采集两路25位SSI振动位移信号，将两路SSI振动位移信号按字节分时输出，传送给微处理器。进一步:所述内部模拟信号采集模块，对于两路阀芯位移信号、两路液压腔压力信号实现同步采集；所述内部SSI信号采集模块通过控制SSI高速同步采集模块，分别将SSI高速同步采集模块采集的两路振动位移信号按字节读出；振动波形发生器模块可以产生经过离散化的正弦波与非正弦波，具有标准正弦信号发生函数、任意非正弦信号发生函数以及非正弦信号发生函数；主程序模块，在每一个周期振动完成后自动配置参数。包含读取参数程序；波形发生器模块；显示程序；配置定时器程序；振动位移采集程序；通讯数据封装模块；初始化模块，可以初始化显示屏的显示项目包括:振动装置的工作状态是否正常、警告信息的提示、当前输出的数值等、波形参数显示用于提示当前产生波形的种类、波形特征参数、当前波形参数的设置方式、波形的离散化参数，能初始化I/o资源与振动控制装置的外设，显示欢迎界面；所述波形特征参数:包括偏斜率、振幅、频率；当前波形参数的设置方式采用本机设定或上位机设定；振动参数设置模块，具有参数标志，具有通用参数修改程序，具有参数修改程序，可以实时修改波形参数，可根据修改的幅度自动设置修改任意波形参数的修改方式为一次修改或多次修改；任意波形参数:包括偏斜率a,振幅h,以及振动频率f ；通讯数据封装模块，可以将传感器信号，控制信号，控制参数，波形参数封装成数据包，传感器信号:包括拉速、阀芯位移、压力、振动位移；控制算法模块对两路伺服阀实现互相独立的控制运算。进一步:主程序模块通过调用初始化模块完成控制器的初始化功能；主程序模块通过参数读取程序实现对于控制器参数的设置，通过震动参数修改模块实现波形参数的设置与修改；主程序模块通过定时器配置模块实现波形输出频率的设置；主程序模块在读取第一个波形曲线的点之后，开始一个定值控制的过程，定值控制的过程为:主程序模块首先采集振动位移，之后进行一次运算，然后输出一个控制信号，最后判断定时器时间是否达至IJ，如果没有达到，则重复此过程一次，如果定时器时间已经达到，则结束此过程，所述的振动位移采集通过主程序模块调用内部SSI信号采集模块控制SSI高速同步采集模块实现，输出控制信号通过主程序模块调用内部控制信号输出模块完成；主程序模块采集拉速信号、两路阀芯位置、两路液压腔压力，通过调用内部模拟信号采集模块实现对拉速信号、两路阀芯位置、两路液压腔压力信号的采集；主程序模块对数据进行打包并且上传，主程序模块通过调用通讯数据封装模块实现数据的打包，主程序模块通过总线通讯模块由CAN总线接口模块实现与CAN总线相连实现与上位机之间的通讯；主程序模块完成控制参数的本地显示，主程序模块调用参数显示程序模块通过触摸屏驱动模块控制触摸屏模块实现控制装置参数的本地显示；主程序模块能判断一个周期的控制是否完成，如果一个控制周期完成，则重新读取参数，如果没有完成，则读取当前振动曲线中的下一个离散化的点，开始另外一次定值控制，所述一个控制周期是指:根据当前波形参数所设置的一个正弦或非正弦周期中所有的点都已全部读取。进一步:程序流程如下:I)初始化；2)读取来自本机设置或者上位机下发的控制参数；3)按照参数读取的结果设置波形参数；4)产生振动波形；5)设置显示屏；6)按照波形的频率设置定时器；7)读取波形数据中的第一个点；8)采集振动位移；9)进行一次运算；10)输出一个控制信号；11)判断定时器时间是否达到，如果没有达到则返回8)重新采集数据，运算输出，如果时间到了，则结束这个循环；在每一个定值控制周期中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAN总线的结晶器振动控制装置，微处理器（1）、模拟信号调理模块（2）其特征在于：还包括：SSI高速同步采集模块（3）、SSI高速同步采集模块（3）输入端与振动位移传感器接口相连接，SSI高速同步采集模块（3）输出端与微处理器（1）相连接，微处理器（1）用于完成现场信号采集、SSI协议振动位移信号采集，根据本机或上位机设置的控制参数、经过控制算法运算处理，控制信号通过微处理器（1）中的内部控制信号输出模块（19）进入控制信号输出模块（8），控制信号输出模块（8）进行D/A转换后与结晶器振动液压伺服阀连接；CAN总线监控信号通过微处理器（1）内的总线通讯模块（22）进入CAN总线接口模块（5），CAN总线接口模块（5）与CAN总线相连接进行在线监控；本机监控通过微处理器（1）内的触摸屏驱动模块（21）与触摸屏模块（6）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，高彤，肖俊生，左鸿飞，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15