[实用新型]基于CAN总线的结晶器振动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于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。

背景技术

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：

1）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）一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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现本机和在线监控，高精度采集的基于CAN总线的结晶器振动控制装置

技术解决方案

本实用新型包括:微处理器、模拟信号调理模块、输入开关量电气隔离模块，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，微处理器输出端上分别接有控制信号输出模块、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；处理器与CAN总线接口模块、触摸屏模块连接；模拟信号调理模块分别与拉坯速度传感器、两路阀芯位置传感器、两路液压腔压力传感器相连接；SSI高速同步采集模块与两路振动位移传感器相连接；输入开关量电气隔离模块接收现场准备与启动信号。

所述微处理器包括：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。

所述模拟信号调理模块包含有I/V变换电路。

所述SSI高速同步采集模块包含SSI信号高速同步采集芯片。

本实用新型的优点：

1系统构成

本控制装置选用STM32单片机作为微处理器，比MCS-51系列8位单片机具有更加强大的性能，SMT32单片机成本较低，在保证性能的基础上可以大大降低控制器的成本。

2数据采集

本装置采集的数据包括SSI位移信号，拉速信号，阀芯反馈信号，液压腔的压力信号，振动位移SSI信号使用基于FPGA设计的高速同步数据采集模块进行采集，其余的信号采用模拟量输入，经过信号调理后送入微处理器；

3信号调理

信号调理电路用于处理送入微处理器的模拟量与数字量。模拟量包括拉速，阀芯反馈信号，压力信号。数字量包括振动位移信号，以及启动，准备好信号；

通过I/V变换，将现场变送器输出的4～20mA电流信号转换为0～3.3V电压信号，送入微处理器，使用微处理器内部12位ADC转换为数字信号；

通过基于FPGA的高速同步采集模块采集SSI格式的位移信号，经过该模块的处理后，使用8位信号分时传输送入微处理器；

4通讯

本装置通过CAN总线与上位机之间进行通信，通过微处理器内部的CAN控制器，以及片外的CAN收发器模块，与现场CAN总线相连，将本控制装置（下位机）采集的数据及控制参数上传，并且接收上位机送到总线上的控制信号；

5参数修改与波形监控

通过控制器本身的TFTLCD触摸屏模块可以设置、修改参数并显示振动波形，控制器可脱离上位机独立完成控制任务；

6本专利收益效果