热处理温度远程监控系统方案

一、项目概况

电厂安装过程中，需要对大量焊口进行热处理，由于焊口很多，而且是分散到各个区域，为做好对焊口热处理过程的实时监控工作，需要投入大量的人力才能实现，工作效率较低。本监控方案就如何实现将所有热处理的温度信号上传到监控中心做出详细描述。

二、技术方案

2.1 主要功能

（1）数据采集功能：通过plc来采集以下信号

●焊口实时温度，每个分站控制箱能采集8路温度数据。

●加热器工作状态（即加热器是否上电）。（是否需要待讨论）

（2）数据传输：通过无线传输技术，将现场的温度和加热器工作状态信号上传到监控中心，通讯距离按照2km以内进行考虑。由于建筑物的遮挡和钢结构的屏蔽作用，需要配备天线和数据延长线提高通讯可靠性，同时需要为天线配备防雷器。

（3）数据监视：监控中心实时显示焊口热处理过程的温度值，并存档。

（4）控制输出：当焊口热处理过程的温度值超过规定范围，发出报警并切断加热器的供电回路。

2.2系统结构图

三、主要设备组成

3.1 分站控制箱

分站控制箱放置在热处理设备附近，主要由箱体、plc控制器、数传电台、输入输出继电器。承担数据采集、控制运算及输出、与主站控制箱进行数据通讯等功能。分站控制箱和主站控制箱之间通讯采用串行通信方法，通讯速率可设。

3.2 主站控制箱

主站控制箱放置在监控中心，主要由箱体、plc控制器、数传电台组成，主要实现和分站控制箱的通讯，一个主站可以和多个分站（15个或者以上）进行通讯，

通讯模式采用轮巡方式。主站控制箱通过以太网方式和服务器进行通讯。

3.3 服务器

实时显示现场各个焊口的热处理温度，并保存这些数据，可以根据需要生成相应报表和曲线。

热处理炉温度管理规定

浙江 X X重型锻造有限公司热处理中心文件名称：热处理炉温度管理规定文件编号：HT/GC-02-A 制定：日期：2010.9.10 审核：日期：2010.9.12 批准：日期：2010.9.15 版次：A/0 共3页受控号：生效日期：2010.9.15

热处理炉温度管理规定 1.目的使热处理炉有效空间内加热的工件，其实际保温温度达到或接近热处理工艺规定，使热处理工艺稳定，以保证产品质量优良可靠。 2．温度控制（1）热处理炉温度控制装置包括工作热电偶、补偿导线、温控仪及控制箱。（2）工作热电偶允许误差如表1所示。当长期工作温度为900－1300℃时，选用铂铑－铂；400－900℃选用镍铬-镍硅（镍铬-镍铝）；＜400℃时选用镍铬-考铜。表1 热电偶允许误差（3）补偿导线，应根据热电偶型号配备，常用补偿导线如表2所示表2 常用补偿导线（4）温控仪的分度号设置应和热电偶一致。（5）控制箱：一般情况下，用两位式控制箱（通一断调节）。在热处理工艺温度精度要求高时，可选用晶闸管调节（无触点连续调节）。（6）安装位置：热电偶热端位置离被测表面的距离应该固定，安装牢靠。（7）检定周期：工作热电偶检定周期，应根据工作条件（环境、工作温度、实际工作时间）确定。但检定周期不能超过1年。只有检定合格的热电偶才能使用。（8）温度调节综合精度：应设专职仪表工负责温度调节装置的维护保养。温度调节系统（工作热电偶-补偿导线-温控仪）综合精度误差要求在下述范围以内：

t ≤400℃±4℃ t ＞400℃±t/100℃ 推荐试验方法：以标准热电偶-专用补偿导线-直流电位差计（0.1- 0.2 级）为测量系统，标准热电偶放在工作热电偶同一位置。在稳定状态时，在同一时刻，读取温控仪和电位差计的温度值，在半小时内多次读取，取5 次最大的温度差值的平均值，即为温度调节精度误差。试验周期：连续工作时，3－6月一次。 3.炉温均匀性炉温均匀性指的是：空炉在额定温度和考核温度下，在热稳定状态时，同一时刻的有效工作空间内各点最低最高炉温差值。根据热处理工艺精度要求，炉温均匀性应在表3所规定的误差范围内。表3 炉温均匀性误差试验方法：现场可用简便方法，专用热电偶-专用补偿导线-直流电位差计（0.2-O.3级）为测量系统，选定前（近炉门）、中，后三点（三点都应在有效空间内）。在热稳定状态时，读取中点的最低温度值，并在同一时刻，读取其余两点的温度值，维持半小时，反复读数，取5 次最大温度差值，计算平均值，作为炉温均匀性误差值。专用热电偶，可以是标准热电偶，也可以是经过热电势检定标明误差的工业热电偶。试验周期：1 年。大型热处理炉和新炉调整，应制定专门的试验方法和误差标准。 4．测温制度测温指的是：测量炉膛内有代表性位置的实际温度（炉膛实际温度），和温控仪的示值比较，计算两者的误差值。热处理工艺温度应等于炉膛实际温度，温控仪的控制点（温度）应根据上述温度误差值修正。试验方法：专用热电属-专用补偿导线-直流电位差计（0.3 级）为测量系统。热电偶热端放在炉膛内有代表性的位置。在热稳定状态时，在温控仪指到最低温度时，同一时刻，读取直流电位差计的数值（温度值）。在15-2Omin 内，5次读数，取其平均值作为炉膛实际温度，并计算炉膛实际温度与温控仪示值的温度误差值。测量周期：测量应形成制度并经常化。在间断工作时，每次开炉应测温，在经常性、连续性工作时，推荐表4规定的周期。

基于单片机的电加热炉温度控制系统设计

基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 2010-07-28 12:56:38 作者：王丽华郑树展来源:高等职业教育：天津职业大学学报关键字：电加热炉控温固态继电器飞升曲线引言电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。采用单片机进行炉温控制，可以提高控制质量和自动化水平。 1 单片机炉温控制系统结构本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、可控硅输出部分、热电偶传感器、温度变送器以及被控对象组成。如图1所示。炉温信号T通过温度检测及变送，变成电信号，与温度设定值进行比较，计算温度偏差e和温度的变化率de/dt，再由智能控制算法进行推理，并得控制量u，可控硅输出部分根据调节电加热炉的输出功率，即改变可控硅管的接通时间，使电加热炉输出温度达到理想的设定值。 2 系统硬件设计 2.1 系统硬件结构以AT89C51单片机为该控制系统的核心，实现对温度的采集、检测和控制。该系统的工作流程如图2所示。系统由变送器经A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。

变送器可以选用DBW，型号，它将热电偶信号(温度信号)变为0～5 V电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字量与炉温数字化后的给定值进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差及温度的变化率。炉温的设定值由BCD 拨码盘输入。由AT89C51构成的核心控制器按智能控制算法进行推算，得出所需要的控制量。由单片机的输出通过调节可控硅管的接通时间，改变电炉的输出功率，起到调温的作用。 2.2 系统硬件的选择 a)微型计算机的选择：选择AT89C51单片机构成炉温控制系统。它具有8位CPU，3 2根I/O线，4 kB片内ROM存储器，128 kB的RAM存储器。AT89C51对温度是通过可控硅调功器实现的。在系统开发过程中修改程序容易，可以大大缩短开发周期。同时，系统工作过程中能有效地保存一些数据信息，不受系统掉电或断电等突发情况的影响。AT89C51单片机内部有128 B的RAM存储器，不够本系统使用，因此，采用6264(8 kB)的RAM作为外部数据存储器。 b)热电偶的选择：本设计采用DBW型热电偶--镍络-镍硅(线性度较好，热电势较大，灵敏度较高，稳定性和复现性较好，抗氧化性强，价格便宜)对温度进行检测。由于温度是非线性输出的，而与输入的mV信号成线性关系，所以在软件上将此非线性关系加以修正，以便正确反映输入mV信号与温度之间的关系。ADC0809把检测到的连续变化的温度模拟量转换成离散的数字量，输人到单片机中进行处理。 c)键盘输入的选择：采用4片BCD拨码盘作为温度设定的输入单元，输入范围为0～9999，可满足本系统的要求。每位BCD码盘占4条线，通过上拉电阻接入8255可编程并行I/O扩展口。4片BCD码盘占8255的A、B两口，8255工作方式设为"0 模式"，A、B 两口均为输入方式。开机后，CPU读8255口操作，即可将BCD码盘的设定温度读入并存人相应的存储单元。 d) 显示器的选择：采用字符型LCD(液晶显示器)模块TC1602A，并且它把LCD控制器、ROM和LCD显示器用PCB(印制板)连接到一起，只要向LCD送人相应的命令和数据便可实现所需要的显示，使用特别方便灵活。第1行显示设定温度，第2行显示实际温度，这样，温差一目了然，方便控制。 3 系统软件设计

加热炉温度控制系统..

第1章绪论 1.1 综述在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。 1.2 加热炉温度控制系统的研究现状随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用，在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中，广泛使用于加热炉、热处理炉、反应炉等。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加热方法也不同，例如煤气、天然气、油、电等;由于工艺不同，所需要的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，控制温度的精度也不同，因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。不仅如此，传统的控制方式不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效

热处理温控箱操作规程

微机温控柜安全操作规程１．微机温控柜要在有热处理工作时才能打开，严禁随便开机、设置系统参数．作一切与热处理无关的操作。２．首次操作前，必须仔细阅读使用说明书，控温柜必须有专人负责管理。３．控制柜外壳必须有可靠的接地线，严禁带电操作。４．开机时先合空气开关，面板拨动开关置‘复位’挡，再按机箱电源开关按钮，等待计算机自检。５．待显示器上出现模拟时钟画面后，移动鼠标器，使光标指向屏幕上方的功能画面标题，按左按钮，屏幕出现热处理参数输入对话框，输入热处理参数，确认无误后，光标指向“结束”钮，按按钮开关退回时钟屏幕。６．接线不允许裸露金属，各路接线要有明显的标记区分，并仔细检查确认，并注意三相负载平衡。７．打开温度记录仪开关，将面板拨动开关置‘空白’档。８．得到开机信号后，光标选择‘运行显示’钮，出现运行显示画面，开启相应的热处理炉号。９．操作人员严禁擅自离开工作岗位，必须集中精力观察设备运行情况，严格按照热处理工艺要求操作。 10．发现热电隅或加热器有问题，可用光标选择“暂停运行”钮，停止该炉工作，待修复后，可用光标选择‘恢复运行’钮，使该炉继续

工作。 11．如发现机壳带电，控制柜内冒烟，有异常气味，应立即切断主电源，通知组长或有关人员，不得擅自拆修，排除故障后才能开机。12．控制柜工作时，严禁插、拔微机部分接插件，记录仪表墨水添加适当，仪表门必须关闭。 13．工作结束后关闭微机电源开关，切断主电源，关闭控制柜面板。14．认真做好设备运行记录。微机温控柜保养规定１．严禁与热处理无关人员进入操作室，存放与热处理无关的物品。２．操作室内要有专人负责，及时除尘、打扫，保持干净整洁。３．温控柜长期不用要定期查看、维护，保持室内长期整洁。４．夏季高温季节要安装空调器降温并每日进行通风换气。５．高温季节过后，即时折除空调器，对空调器进行妥善保管，严禁空调器私用。６．严禁在无热处理工作时使用微机或随意设定参数，做与热处理无关的事情。７．微机房内不得乱拉乱接电源线，下班后必须切断总电源开关。８．室内要有充足的照明，灯泡损坏要及时更换。９．操作室内一切工作用品．工具等不得外借或私自占用。 10．操作室移动或运输时要将控制柜固定，仪表各头锁定后才能进行。11．设备移位或调拨，必须通知工地机具管理员。

实验一工具钢热处理工艺组织性能的系统分析

工具钢热处理工艺-组织-性能的系统分析 (综合性实验) 一、实验目的 1.掌握工具钢热处理中成分—工艺—组织—性能内在关系； 2.通过实验，掌握材料的系统分析方法。 3.了解工具钢不同工艺条件下的常见组织。二、实验原理工具钢主要用于制造各种切削刀具，模具和量具。所以要有高的硬度和耐磨性、高的强度和冲击韧性等。常用的工具钢有T10、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V 等。T10是普通碳素工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体＋少量残余奥氏体。9CrSi是低合金工具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋颗粒状碳化物渗碳体。Cr12MoV是模具钢，淬火－回火态组织为：回火马氏体＋块状碳化物渗碳体。下面以高速钢为例，介绍其热处理工艺特点,显微组织与性能的关系。铸态的高速钢的显微组织黑色组织为δ共析相；白色组织是马氏体和残余奥氏体；鱼骨状组织是共晶莱氏体。铸态高速钢的显微组织中，碳化物粗大，且很不均匀，不能直接使用，必须进行反复锻造。锻造后还须进行退火。退火的目的：①消除锻造应力，降低硬度便于切削加工；②为淬火组织做好组织上的准备。因为原组织为马氏体、屈氏体、或索氏体的高速钢，未经退火，淬火时可能引起萘状断口。退火温度宜为860～880℃，加热时间为3～4小时左右，为了缩短退火时间，一般采用等温退火，即：860～880℃加热3～4小时，炉冷到700～750℃等温4～6小时。锻造退火组织：在索氏体基体上分布着粗大的初生碳化物和较细的次生碳化物（碳化物呈白亮点）。高速钢的淬火工艺的特点：主要是加热淬火温度高。目的是尽可能多的使碳和合金溶入奥氏体。高速钢的淬火方法有油淬、分级、等温、空冷等。以W18Cr4V 为例，淬火温度在1270℃～1290℃，淬火组织是由（60～70%）马氏体和（25～30%）残余奥氏体及接近10%的加热时未溶的碳化物组成，晶粒度9～10级。硬度63～64HRC。当淬火温度不足，在1240℃～1260℃时，碳化物大部分未溶入奥

电加热炉温度控制系统设计

湖南理工学院南湖学院课程设计题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程组名：第三组班级：机电班组成员:彭江林、谢超、薛文熙

目录 1 意义与要求 (2) 1.1 实际意义 (2) 1.2 技术要求 (2) 2 设计内容及步骤 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 详细设计 (3) 2.2.1 主要硬件介绍 (3) 2.2.2 电路设计方法 (4) 2.2.3 绘制流程图 (7) 2.2.4 程序设计 (8) 2.3 调试和仿真 (8) 3 结果分析 (9) 4 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................ 10-27

1 意义与要求 1.1 实际意义在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。 1.2 技术要求要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下：（1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度；（2）能对所要求的温度进行设定；（3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。 2 设计内容及步骤 2.1 方案设计要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断

温度控制系统

目录第一章设计背景及设计意义 (2) 第二章系统方案设计 (3) 第三章硬件 (5) 3.1 温度检测和变送器 (5) 3.2 温度控制电路 (6) 3.3 A/D转换电路 (7) 3.4 报警电路 (8) 3.5 看门狗电路 (8) 3.6 显示电路 (10) 3.7 电源电路 (12) 第四章软件设计 (14) 4.1软件实现方法 (14) 4.2总体程序流程图 (15) 4.3程序清单 (19) 第五章设计感想 (29) 第六章参考文献 (30) 第七章附录 (31) 7.1硬件清单 (31) 7.2硬件布线图 (31)

第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。，

经验公式确定钢的热处理温度

钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理 1.1正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。表1 K值的经验数据 1.2 正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度 +（100～150℃）（2）低碳钢：T=Ac 3 中碳钢：T=Ac +（50～100℃）（3） 3 +（30～50℃）（4）高碳钢：T=A Cm 亚共析钢：T=Ac +（30～80℃）（5） 3 共析钢及过共析钢：T=A +（30～50℃）（6） Cm 1.3淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7） t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～ 1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b= 2.5～ 3.6；二

次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。工件装炉修正系数K的经验值如表2：表2 工件装炉修正系数K 1.4淬火加热温度按常规工艺, 亚共析钢的淬火加热温度为Ac 3 ＋（30～50℃）；（10）共析和过共析钢为Ac 1 ＋（30～50℃）；（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac 1（或Ac 3 ）＋（50～100℃）（12） 1.5回火加热时间对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算： t=aD+b （13）式中t—回火保温时间（min）； D—工件有效尺寸；（mm）； a—加热系数（min/mm）； b—附加时间，一般为10～20分钟。盐浴的加热系数为0.5～0.8min/mm；铅浴的加热系数为0.3～0.5min/mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉）加热系数为1.0～1.5min/mm；箱式电炉加热系数为2～ 2.5mim/mm。 1.6回火加热温度钢的回火定量关系式很早就有人研究，其经验公式为：钢的回火温度的估算, T=200+k(60-x) （14）式中: x —回火后硬度值,HRC； k—待定系数,对于45钢,x>30,k =11；x≤30,k=12。大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果——硬度值或力学性能相同。因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态(回火1h)时方可使用，实际生产应用受到限制.

45#钢热处理工艺

45热处理推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火 600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58） 1.45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火？换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：淬火温度：840℃水淬回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷 + 700～720℃回火，空冷。最终热处理工艺： 1、淬火：第一次预热：300～500℃，第二次预热840～860℃；淬火温度：1020～1050℃；冷却介质：油，介质温度：20～60℃，冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火：经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下：加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿

电阻加热炉温度控制

电阻加热炉温度控制精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

微型计算机控制技术课程设计 ----电阻加热炉温度控制学院：信息工程学院专业班级：自动化0703班姓名：唐凯学号：07001139

目录一、摘要二、总体方案设计 1、设计内容及要求 2、工艺要求 3、要求实现的系统基本功能 4、对象分析 5、系统功能设计三、硬件的设计和实现四、数字控制器的设计）五、软件设计） 1、系统程序流程图 2、程序清单六、完整的系统电路图七、系统调试八、设计总结九、参考文献

一、摘要温度是工业对象中主要的被控参数之一。特别是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID 控制或其他纯滞后补偿算法。为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。二、总体方案设计设计任务用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。 1、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。

钢的热处理工艺

钢的热处理第一章钢的热处理热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃；亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃；过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃；正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的

加热炉温度控制系统设计

过程控制系统课程设计设计题目加热炉温度控制系统学生姓名专业班级自动化学号指导老师 2010年12月31日目录第1章设计的目的和意义 (2) 第2章控制系统工艺流程及控制要求 (2) 2.1 生产工艺介绍

2.2 控制要求第3章总体设计方案 (3) 3.1 系统控制方案 3.2 系统结构和控制流程图第4章控制系统设计 (5) 4.1 系统控制参数确定 4.2 PID调节器设计第5章控制仪表的选型和配置 (7) 5.1 检测元件 5.2 变送器 5.3 调节器 5.4 执行器第6章系统控制接线图 (13) 第7章元件清单 (13) 第8章收获和体会 (14) 参考文献第1章设计的目的和意义电加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。在一些工业过程控制中,工业加热炉是关键部件,炉温控制精度及其工作稳定

性已成为产品质量的决定性因素。对于工业控制过程,PID 调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点,因此在控制理论和技术飞跃发展的今天,它在工业控制领域仍具有强大的生命力。在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。这里，给出了一种简单的温度控制系统的实现方案。第2章控制系统工艺流程及控制要求 2.1 生产工艺介绍加热炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。加热炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的加热炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。本加热炉环节中，燃料与空气按照一定比例送入加热炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给物料。物料被加热后，温度达到生产要求后，进入下一个工艺环节。加热炉设备主要工艺流程图如图2-1所示。

减小和控制热处理变形的有效措施(1)

热处理变形产生的原因及控制方法学院：化学化工学院班级：09材料化学姓名：张怡群学号：090908050 摘要：热处理变形是热处理过程中的主要缺陷之一，对于一些精密零件和工具、模具，常常会因为热处理变形超差而报废。为此，本文对热处理变形产生的原因进行了阐述，并总结了减少和控制热处理变形的几种方法。关键词：热处理变形、产生原因、控制方法前言：金属热处理是将金属工件在适当的温度下通过加热、保温和冷却等过程，使金属工件内部组织结构发生改变，从而改善材料力学、物理、化学性能的工艺。热处理是改善金属工件性能的一种重要手段。在工件制造中选取合适的材料后，为了达到工艺要求而经常采用热处理工艺，但是热处理除了具有积极作用外，在处理过程中也不可避免地会产生形变。在实际生产中，热处理产生的变形，对后续工序的影响是至关重要的，有些贵重材料和一些机器中的重要零部件，因变形过大而导致报废。钢件在热处理过程中由于钢中组织转变时比容变化所造成的体积膨胀，以及热处理所引起的塑性变形，使钢件体积及形状发生不同程度改变。变形是热处理较难解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。正文：1热处理变形的原因在生产实际中，热处理变形的表现形式多种多样，有体积和尺寸的增大和收缩变形，也有弯曲、歪扭、翘曲等变形，就其产生的根源来说, 可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。 (1) 内应力塑性变形热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性, 都会产生内应力, 在一定塑性条件的配合下, 就会产生内应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内外层加热和冷却速度不同造成各处温度不一致,致使热胀冷缩的程度不同, 这样产生的应力变形叫热应力塑性变形。在加热和冷却过程中, 零件的内部组织转变而发生的时间不同, 这样产生的应力变形叫组织应力变形塑性变形。 (2) 比容变形在热处理过程中, 各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。比容变形一般只与奥氏体中碳和金元素的含量、游离相碳化物、铁素体的多少、淬火前后组织比容变化差和残余奥氏体的多少和钢的

课程设计退火炉温度控制系统

课程设计设计题目: 退火炉温度控制系统学院：专业：班级：姓名: 学号: 指导老师：日期:

摘要退火炉是金属热处理中的重要设备,它把压力容器加热到一定温度并维持一段时间，然后让其自然冷却。其目的在于消除压力容器的整体压力。提高压力容器的使用寿命。温度是退火炉的主要被控变量,是保证其产品质量的一个重要因素。退火炉温度控制的稳定性和控制精度直接影响产品的质量。本文以AＴ89Ｃ51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，包括硬件设计与软件设计两部分。硬件设计包括温度检测模块，按键模块,执行模块,LED显示模块,单片机最小系统。本设计要求采用电热丝加热,通过A/D转换将采集到的温度数据输入单片机中，与系统给定值比较,从而对退火炉的温度进行控制,通过按键输入控制信号，三位LED显示炉温。最后设计出最少拍无纹波控制器，通过MATＬAB 仿真检验是否有纹波。

目录第1章绪论 (3) 1．1设计背景与算法 (3) 第2章课程设计的方案?5 2.１概述?５ 2．2系统组成总体结构 (5) 第3章程序设计与程序清单 (7) 3.1单片机最小系统设计 (7) 3.1．1单片机选择 (7) 3.１.2时钟电路设计 (8) 3.1.3复位电路设计?9 3.２程序清单与电路图 (11) ３.3温度控制电路................................ 错误!未定义书签。第４章控制算法?18 4．1程序框图? 18 4.2算法设计 (19) 第5章课程设计总结?错误!未定义书签。

第1章绪论 1.1 设计背景与算法背景:退火炉是冶金和机械行业常用的热处理工业设备。一般说来，退货处理工艺师冶金和机械产品的最后处理工序，它的处理效果将直接影响产品的质量。因此,对退火炉的基本要求就是根据退火处理工艺曲线,提供准确的升温，保温及降温操作，同时保证颅内各处的温度均匀。在目前实际生产中，退火炉的种类很多,按燃料分有燃油炉、燃气炉、电炉等。电炉按台数计算占80％,燃油炉和燃气炉占20%。退火是金属热处理中的重要工序，它是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善其塑性和韧性，使其化学成分均匀化，并去除其参与应力,或得到预期的物理性能。温度控制是热处理质量控制的重要技术措施，是退火控制的核心。智能温控将大大提高热处理质量，消除认为的不稳定因素,提高温度控制的精确程度,满足特殊材料的热处理要求。同时,退火炉采用自动化技术控制温度，对保护生态环境方面也具有重要意义。退火炉的炉温动态特性直接影响产品的质量，生产过程中对钢材的温升曲线有较高的要求,温度过低，达不到退火的预期目的;温度过高将导致过热,甚至过烧。通过对退火炉中生产过程的优化控制和自动工艺管理控制，不但可以缩短生产周期，提高产量和质量,还可以减少人为因素造成的废品率。热处理后产生的废气对自然环境的污染很大,退火炉的燃料如果是欠氧燃烧，燃料燃烧不充分，则会产生大量黑烟，而过氧燃烧又会产生氮氧化合物等有害气体。若通过对燃烧过程进行有效控制,使燃烧在合理的空燃比下运行，则可以极大的减少退火炉对周边环境的污染，对构建科持续发展型社会就有积极的意义。目前世界各国对能源消耗和大气环境的污染越来越重视,而我国既是钢铁大国又是能源大国，因此研究高性能退火炉温度控制系统具有极为重要的现实意义。算法:在数字随动控制系统中，要求系统的输出值尽快地跟踪给定值的变化,最少拍控制是满足这一要求的一种离散化设计方法。最少拍控制是一种直接数字设计方法。所谓最少拍,就是要求闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内达到无静差的稳态,是系统输出值尽快地跟踪期望值的变化。闭环Ｚ传函具有形式 z z z z N N ---+++=Φφφφ 221)(1

热处理电炉集散控制系统-热处理温度控制系统

热处理电炉集散控制系统概述本公司开发的热处理集散控制系统，采用了多项新技术、新产品、新观念，具有较高的测控指标和自动化水平，既适用于新建项目的电炉设备配套，也适用于传统热处理车间的技术改造。特点主要功能及及特点主要功能 1.适用于控制各种工业电炉（如井式炉、箱式炉、台车炉、罩式炉、真空炉等）自动实现所要求的控温工艺。 2.可同时控制1—32个温度点（根据电炉结构的复杂程度，控制1—32台电炉），支持同一电炉的多回路(多温区)同步调节，即分段同步控温，大幅度降低操作的复杂程度，提高控制效果。 3.RS—485工业现场总线结构，上、下位机分级控制。 4.关键硬件经过严格选型，上位机采用工业控制计算机；下位机采用可编程序且具有通讯功能的智能PID调节器（智能仪表）或测温模块。 5. 主回路调节采用可控硅或固态继电器模块无触点控制，控制精度高、运行可靠、无噪声。 6.系统的控制软件系为热处理车间“量身定做”的专业测控软件，充分考虑了各种热处理电炉运行、工件热处理各道工序的需求和特点，充分考虑了热处理行业的特点和各种个性化需求；具有很强的针对性。 7.工艺曲线图形化设置、管理与操作是本系统软件设计的一大特色。操作人员通过上位机对电炉的管理（包括工艺曲线的设置、下传、启停等操作）变得十分简单。目前的各种组态软件均难以实现本软件的此项功能指标。 8.自动记录过程控制曲线。除温度曲线外，可选择工艺设定曲线和控温调节记录曲线。对各电炉、各台智能仪表的工艺控制均有独立的记录曲线，记录文件可长期保存在硬盘中作为历史记录供随时调阅、打印。 9.除了通过调节加热功率按曲线规定控制升温、保温和降温，还可以使用单独的调节回路，按降温曲线实现“通风冷却”（如通过调节变频器、电动调节阀等调节冷风流量）的控制。

经验公式确定钢的热处理温度修订稿

经验公式确定钢的热处理温度 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

钢的热处理工艺设计经验公式 ------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------ 1钢的热处理正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s); D使工件有效厚度（mm）； K是加热时间系数（s/mm）。 K值的经验数据见表1。表1 K值的经验数据正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4）

亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6）淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式： t=a· K ·D︱ (不经预热) （7）t=(a+b)· K ·D︱(经一次预热) （8） t=(a+b+c)· K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）； a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）； b—到达预热温度的加热系数（min/mm）； c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）； K—装炉修正系数； D︱--工件的有效厚度（mm）。在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～mm；b为～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=～；b=～；二次预热 a=～；b=～；c=～），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为～20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴

电阻炉温度控制系统的设计

电炉温度控制系统设计

摘要热处理是提高金属材料及其制品质量的重要技术手段。近年来随工业的发展，对金属材料的性能提出了更多更高的要求，因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备，加热时恒温过程的测量与控制成为了关键技术，促使人们更加积极地研制热加工工业过程的温度控制器。此设计针对处理电阻炉炉温控制系统，设计了温度检测和恒温控制系统，实现了基本控制、数据采样、实时显示温度控制器运行状态。控制器采用 51 单片机作为处理器，该温度控制器具有自动检测、数据实时采集处理及控制结果显示等功能，控制的稳定性和精度上均能达到要求。满足了本次设计的技术要求。关键词：电阻炉，温度测量与控制，单片机

目录一、绪论.......................................................................................................................................- 1 - 1.1 选题背景...................................................................................................................- 1 - 1.2电阻炉国内发展动态...............................................................................................- 1 - 1.3设计主要内容...........................................................................................................- 2 - 二、温度测量系统的设计要求...................................................................................................- 3 - 2.1 设计任务.....................................................................................................................- 3 - 2.2 系统的技术参数.........................................................................................................- 3 - 2.3 操作功能设计.............................................................................................................- 4 - 三、系统硬件设计.......................................................................................................................- 5 - 3.1 CPU选型......................................................................................................................- 5 - 3.2 温度检测电路设计........................................................................................................- 5 - 3.2.1 温度传感器的选择.............................................................................................- 5 - 3.2.1.1热电偶的测温原理...............................................................................- 6 - 3.2.1.2 热电偶的温度补偿..............................................................................- 7 - 3.2.2 炉温数据采集电路的设计...............................................................................- 7 - 3.2.2.1 MAX6675芯片...................................................................................- 7 - 3.2.2.2 MAX6675的测温原理.......................................................................- 8 - 3.2.2.3 MAX6675 与单片机的连接.................................................................- 8 - 3.3 输入/输出接口设计 ....................................................................................................- 9 - 3.4 保温定时电路设计................................................................................................... - 10 - 3.4.1 DS1302 与单片机的连接 .............................................................................. - 11 - 3.5 温度控制电路设计..................................................................................................... - 11 - 系统硬件电路图................................................................................................................ - 13 - 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 15 - 4.1 软件总体设计............................................................................................................. - 15 - 4.2 主程序设计................................................................................................................ - 15 - 4.3 温度检测及处理程序设计......................................................................................... - 16 - 4.4 按键检测程序设计..................................................................................................... - 18 - 4.5 显示程序设计............................................................................................................. - 20 - 4.6 输出程序设计............................................................................................................. - 21 - 4.7中值滤波..................................................................................................................... - 22 - 五、结论.................................................................................................................................... - 23 - 参考文献.................................................................................................................................... - 24 -