碳硅儀，碳硅儀使用說明

碳硅儀（KS-5型爐前智能快速分析儀）通過鑄鐵冶煉過程中，鐵水溫度下降曲線分析鐵水中碳和硅元素的含量，系統(tǒng)采用ARM處理器和高精度A/D轉(zhuǎn)換器作為溫度處理單元，溫度曲線采集精度高，穩(wěn)定性好，抗*力強(qiáng)。系統(tǒng)的圖形顯示功能強(qiáng)大，溫度變化曲線顯示直觀清晰，溫度點(diǎn)的計算采用多種方式，溫度平臺的捕捉能力強(qiáng)。系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)庫的管理功能，數(shù)據(jù)打印功能等。系統(tǒng)具有綠色軟件的特點(diǎn)，不需要安裝，直接復(fù)制就可以使用，大大簡化了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。

1、系統(tǒng)的操作方式

1.1 系統(tǒng)基本運(yùn)行：

       打開電源，稍候，將直接進(jìn)入本系統(tǒng)主界面(圖1)。該界面分如下幾個部分：

圖1  碳硅儀（KS-5型爐前智能快速分析儀）主界面

一、系統(tǒng)菜單：主要用來進(jìn)入系統(tǒng)的各種狀態(tài)。

二、圖形區(qū)，用來顯示溫度變化曲線以及相應(yīng)的溫度；

三、溫度顯示區(qū)，用來顯示當(dāng)前鐵水相應(yīng)的溫度；

四、檢測狀態(tài)顯示，用來顯示當(dāng)前的工作階段，檢測結(jié)果等；

五、測試溫度，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入檢測狀態(tài)，鐵水溫度達(dá)到950度以上時，顯示鐵水溫度；

       六、指示燈，用來顯示工作階段；

       七、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，這些數(shù)據(jù)來于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可以給出不同類型的牌號，鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度、硬度值、碳含量和硅含量等；

       八、測量結(jié)果，用來顯示本次檢測得到的結(jié)果。

       系統(tǒng)的檢測過程如下：

       首先開機(jī)進(jìn)入圖1所示界面，這時三個“指示燈”都是灰色的。在這種情況下，可以修改不同牌號的鑄鐵“標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)”，通過滾動球?qū)⒐鈽?biāo)移動到“標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)”區(qū)的牌號下拉列表，然后選擇合適的牌號：

圖2  選擇鑄鐵牌號

一旦選中以后，標(biāo)準(zhǔn)中顯示當(dāng)前牌號的抗拉強(qiáng)度、硬度值、碳含量和硅含量的數(shù)據(jù)范圍。這些數(shù)據(jù)以后在檢測過程中，也作為判斷鐵水含量的依據(jù)。

       當(dāng)測量鐵水的坩堝放到測量架上后，系統(tǒng)檢測到熱電偶傳感器的接入，這時綠色指示燈點(diǎn)亮。系統(tǒng)提示準(zhǔn)備檢測。

       當(dāng)鐵水倒入坩堝后，溫度迅速上升，這時系統(tǒng)的黃燈點(diǎn)亮，“測試溫度”區(qū)開始顯示當(dāng)前鐵水溫度，圖形區(qū)顯示曲線。

       當(dāng)溫度達(dá)到zui大值后，開始下降，在這個過程中會產(chǎn)生兩個平臺，*個平臺對應(yīng)液相溫度，這個平臺區(qū)一般比較窄，如果元素的含量不達(dá)標(biāo)，或者溫度不

達(dá)標(biāo)，第二個平臺區(qū)一般比較長。本系統(tǒng)采用了多種算法，可以比較可靠地找到兩個平臺溫度，一旦溫度點(diǎn)找到后，系統(tǒng)會給出當(dāng)前鐵水的抗拉強(qiáng)度、硬度值、碳含量和硅含量的計算結(jié)果，如果相比標(biāo)準(zhǔn)，含量偏高，會在給出的數(shù)據(jù)右邊標(biāo)注“↑”，如過偏小，則會在給出的數(shù)據(jù)右邊標(biāo)注“↓”。

       檢測完成后可以將檢測結(jié)果保存起來，這只需要在“菜單條”中找到“保存”按鈕，點(diǎn)擊就可以完成保存數(shù)據(jù)和曲線的功能。

       系統(tǒng)可以連續(xù)工作，在這個過程中，不需要按鍵操作。

1.2系統(tǒng)菜單：

       系統(tǒng)菜單包含如下按鈕或功能：

圖3  系統(tǒng)主菜單

1、重測按鈕：該按鈕可以用來重新啟動一次檢測，通常這個按鈕是用不到的，如果檢測過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊故障時，可以使用該按鈕恢復(fù)；

       2、放大按鈕：可以對曲線整屏顯示，這時可以通過整個屏幕觀察曲線的變化情況，按“Esc”鍵退出整屏顯示。如果沒有檢測結(jié)果，“放大”按鈕是灰色的。

       3、結(jié)果按鈕：檢測完成后，點(diǎn)擊該按鈕，可以顯示比較詳細(xì)的檢測結(jié)果，并給出進(jìn)一步冶煉添加材料的建議。同樣如果沒有檢測結(jié)果，“結(jié)果”按鈕是灰色的。

       4、打印按鈕：此按鈕用來打印檢測結(jié)果，這個按鈕也是只有在檢測完成以后才激活；

       5、保存按鈕：保存檢測結(jié)果，包括型號、日期、檢測結(jié)果、zui大溫度、液相溫度、固相溫度、共晶度、調(diào)整參數(shù)、班號等信息，還可以保存完整的曲線；這個按鈕也是只有在檢測完成以后才激活；

       6、重算按鈕：如果通過“設(shè)置按鈕”修改了一些參數(shù)，如調(diào)整參數(shù)等，通過該按鈕可以對檢測結(jié)果再計算一次；該按鈕在檢測完成以后激活；

       7、分析按鈕：按下該按鈕可以進(jìn)入分析界面，在這個界面中可以對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

       8、設(shè)置按鈕：按下此按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面；

       9、關(guān)于按鈕：按下此按鈕，系統(tǒng)彈出一個窗口，顯示有關(guān)信息：

圖4  “關(guān)于”窗口

10、退出按鈕：退出系統(tǒng)，按下后系統(tǒng)會彈出一個窗口，要求確認(rèn)是否真的退出，避免誤操作：

圖5  確認(rèn)退出

1.3數(shù)據(jù)分析

       按下“分析”按鈕可以進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)分析界面，這個功能可以對當(dāng)前正在檢測的曲線進(jìn)行分析，也可一個對以前保存下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖6  數(shù)據(jù)分析界面

在數(shù)據(jù)分析界面中和主界面有相似之處，不過該頁面下方中間是以往保存的數(shù)據(jù)列表。

       在這個界面中，可以調(diào)出當(dāng)前或者以前的數(shù)據(jù)，它的曲線顯示在中間的圖標(biāo)窗中，檢測結(jié)果顯示在圖標(biāo)周邊，格局和主界面也是類似的。在這個界面中，可以通過鼠標(biāo)仔細(xì)觀測每一個溫度點(diǎn)的情況，也可以根據(jù)鼠標(biāo)移動得到的新溫度點(diǎn)，給出對應(yīng)的參數(shù)，從而獲取溫度、材料等變化特點(diǎn)，具體操作如下：

       如果對當(dāng)前剛剛檢測完成的數(shù)進(jìn)行分析，可以點(diǎn)擊主菜單中的“當(dāng)前數(shù)據(jù)”按鈕，調(diào)入當(dāng)前檢測結(jié)果和溫度變化曲線，可以看到現(xiàn)在有兩種顏色的光標(biāo)十字線，標(biāo)出了液相溫度和固相溫度對應(yīng)的位置，如果將鼠標(biāo)移動到液相溫度的光標(biāo)十字線上，拖動鼠標(biāo)，就可以變化液相溫度(圖7)，當(dāng)拖動鼠標(biāo)時，相應(yīng)的含量、共晶度等等數(shù)據(jù)對應(yīng)變化也顯示出來；同樣，也可以將鼠標(biāo)移動到固相溫度的光標(biāo)十字線上，拖動鼠標(biāo)，就可以變化固相溫度，拖動鼠標(biāo)時，相應(yīng)的含量、共晶度等等數(shù)據(jù)對應(yīng)變化也顯示出來；

       可以點(diǎn)擊“打印按鈕”將數(shù)據(jù)打印出來；

       如果當(dāng)前沒有檢測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會彈出圖8所示窗口。

圖7  變化液相溫度

圖8  沒有當(dāng)前數(shù)據(jù)

如果需要分析以前保存的數(shù)據(jù)，請移動光標(biāo)到窗口下方，選擇“數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)”，這時下拉列表激活，可以拖動并選擇數(shù)據(jù)庫的檢測數(shù)據(jù)了。

       注意：如果沒有當(dāng)前檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)入分析界面時，系統(tǒng)自動選擇“數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)”，這時“當(dāng)前數(shù)據(jù)”按鍵是灰色的。

圖9  選擇數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

對于當(dāng)前數(shù)據(jù)，只要點(diǎn)擊對應(yīng)行就可以將數(shù)據(jù)調(diào)出來，其后的分析和前面所介紹的對“當(dāng)前數(shù)據(jù)”的分析類似。

       如果要刪除以前的數(shù)據(jù)，可以首先選擇要刪除數(shù)據(jù)對應(yīng)行，然后右擊鼠標(biāo)，系統(tǒng)彈出窗口如圖10，選擇“刪除記錄”就可以刪除對應(yīng)數(shù)據(jù)。

圖10  刪除數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

1.4 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

       該功能用來設(shè)置一些重要的系統(tǒng)參數(shù)，在主界面或者分析界面中都可以進(jìn)入該功能，因為系統(tǒng)參數(shù)對檢測結(jié)果有影響，所以進(jìn)入時要求輸入密碼，點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕彈出密碼輸入窗口：

圖11 工作狀態(tài)

輸入正確的密碼，點(diǎn)擊確認(rèn)鍵，可以進(jìn)入設(shè)置環(huán)境，如果密碼輸入不正確，本能進(jìn)入設(shè)置環(huán)境。

       由圖12、13可以看到，參數(shù)設(shè)置界面有兩頁，*頁設(shè)置各種工作參數(shù)，第二頁是標(biāo)準(zhǔn)的鑄鐵型號數(shù)據(jù)庫輸入管理界面。

       首先看*個界面，這里可以設(shè)置的數(shù)據(jù)分成三部分：熱電偶標(biāo)定區(qū)、環(huán)境傳感器標(biāo)定區(qū)和參數(shù)設(shè)置區(qū)(圖12)。

       熱電偶標(biāo)定：

       熱電偶標(biāo)定用來對熱電偶的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，這時應(yīng)該接好溫度數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)通訊正常?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)的熱電偶信號發(fā)生器作為溫度數(shù)據(jù)采集模塊的輸入，請注意只需要標(biāo)定一個溫度點(diǎn)：1000?C！操作過程如下：

1、將標(biāo)準(zhǔn)溫度信號發(fā)生器調(diào)節(jié)到K型熱電偶，對應(yīng)溫度值為1000 ?C圖14：

圖12 參數(shù)設(shè)置界面1

圖13 參數(shù)設(shè)置界面2

2、如果溫度值顯示有誤差，請將點(diǎn)擊1000度所在的行，然后點(diǎn)擊下方“接收數(shù)據(jù)”按鈕，這時傳感器的數(shù)據(jù)就會移動到方框中，觀測溫度值，這時應(yīng)該會變化的1000度，標(biāo)定就完成了！

       說明：系統(tǒng)已經(jīng)將熱電偶的變化規(guī)律保存下來，因此只需要標(biāo)定一點(diǎn)就可以了。但是標(biāo)定點(diǎn)必須是1000 ?C！

圖14  熱電偶補(bǔ)償

圖15  熱電偶補(bǔ)償完成

點(diǎn)擊方框中“保存”按鈕保存數(shù)據(jù)。

       環(huán)境溫度傳感器標(biāo)定：

參數(shù)設(shè)置界面下方的窗口是環(huán)境溫度傳感器標(biāo)定區(qū)，環(huán)境溫度的計算是根據(jù)傳感器兩個溫度點(diǎn)構(gòu)成的一條直線計算而來，也就是說需要知道傳感器在兩個不同的溫度點(diǎn)的輸出，就可以得到環(huán)境溫度，這個標(biāo)定出廠已經(jīng)完成，一般不需要標(biāo)定，如果發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度誤差比較大，可以標(biāo)定修改，操作如下：

圖16  環(huán)境溫度傳感器標(biāo)定

將溫度傳感器放在一個較高的溫度點(diǎn)例如28 ?C的環(huán)境中，等傳感器溫度達(dá)到平衡，輸出穩(wěn)定，在T2框中輸入28，觀察傳感器輸出數(shù)字值，將這個數(shù)字值輸入到“LM35輸出(T2)”框中，回車！完成28 ?C的標(biāo)定(圖17)。

圖17  環(huán)境溫度傳感器標(biāo)定方法

再將溫度傳感長期放置在一個較低的溫度環(huán)境中，如7 ?C，等傳感器溫度達(dá)到平衡，輸出穩(wěn)定，在T1框中輸入7，觀察傳感器輸出數(shù)字值，將這個數(shù)字值輸入到“LM35輸出(T1)”框中，回車！完成7 ?C的標(biāo)定。

       點(diǎn)擊右邊的“保存”按鈕保存數(shù)據(jù)。

       其他系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置

       在參數(shù)設(shè)置的方框中有若干參數(shù)可以修改，它們的功能說明如下：

1、  顯示溫度帶：指在分析界面的圖形中，當(dāng)曲線調(diào)入后，在液相溫度和固相溫度直接是否要顯示一個彩色的穩(wěn)度帶，可以選擇顯示與不顯示，分別是打勾和打叉；

2、  顯示zui大值標(biāo)線：在測試主界面圖形中，可以顯示一個隨著溫度zui大值變化的橫線，這個橫線可以清晰的顯示zui大溫度，可以選擇顯示與不顯示，分別是打勾和打叉；

3、  顯示溫度標(biāo)志點(diǎn)：在測試主界面圖形中，溫度曲線上，用小方框標(biāo)出液相溫度和固相溫度值?？梢赃x擇顯示與不顯示，分別是打勾和打叉；

4、  顯示結(jié)束標(biāo)志：在測試主界面圖形中，當(dāng)溫度檢測完成后，可以在圖形框中顯示“檢測完成”的標(biāo)志，可以選擇顯示與不顯示，分別是打勾和打叉；

5、  輸入班號：保存數(shù)據(jù)時，如果選中該項，會彈出一個窗口，要求輸入班號，如果不選中該項，那么系統(tǒng)會用默認(rèn)的班號；

6、  保存曲線：選中后，保存數(shù)據(jù)是會保存完整的曲線數(shù)據(jù)，如果不選中那么在保存數(shù)據(jù)時，不保存曲線。曲線一般會占用比較大的空間。

7、  修改環(huán)境溫度：這種功能用來在主界面上對環(huán)境溫度做調(diào)整，不建議使用！

8、  設(shè)置密碼：用來修改進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的密碼，注意修改后妥善保存，如果丟失就不能進(jìn)入設(shè)置界面了。建議首先將系統(tǒng)所在目錄做一個完整的備份，如果出現(xiàn)密碼丟失或者數(shù)據(jù)庫損壞等現(xiàn)象，可以復(fù)制一下就恢復(fù)了。

開始的密碼是“111111”。

   9、打印口設(shè)置：設(shè)置打印機(jī)使用的串行口，可以在下拉菜單中選擇，不過要注意不要選擇“COM1”，因為這個口已經(jīng)分配給數(shù)據(jù)采集模塊了。如果你還是選擇了COM1，那么在存盤時，系統(tǒng)會報錯：

圖18  打印機(jī)串行口設(shè)置錯

10、  碳調(diào)整量，硅調(diào)整量：通常不需要修改，如果出現(xiàn)偏差，發(fā)現(xiàn)溫度測量沒有錯誤，但是測量結(jié)果又固定的偏差，可以通過這兩個調(diào)整量來調(diào)整；

11、  “爐水噸位”：單位噸；

12、  增碳劑：輸入增碳劑碳含量的百分比；保留1位小數(shù)點(diǎn)；

13、  硅鐵：輸入硅鐵中硅含量的百分比；保留1位小數(shù)點(diǎn)；

14、  班號臺頭：保存數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)會自動選擇班號臺頭+鑄鐵型號+日期+次數(shù)作為班號保存，便于以后的數(shù)據(jù)查詢；

15、  默認(rèn)鑄鐵型號：系統(tǒng)進(jìn)入主界面后，默認(rèn)的鑄鐵型號，據(jù)此得到碳、硅含量等參數(shù)；

16、  時間坐標(biāo)上限，溫度坐標(biāo)上限：用來設(shè)置主界面和分析界面中坐標(biāo)上限。

設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“保存”按鈕保存設(shè)置。

2、溫度采樣模塊

       KS-5型爐前智能快速分析儀采用了上下位機(jī)的工作方式，溫度傳感器熱電偶的結(jié)果通過高精度、高分辨率的數(shù)據(jù)采集芯片完成，既簡化了電路，也提高了溫度測量的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)的處理采用高性能ARM處理器，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。

       溫度采集模塊工作時采用獨(dú)立的電源系統(tǒng)，數(shù)據(jù)輸出通過串行口和上位機(jī)通訊，串行口采取了隔離措施，避免了上位機(jī)對溫度采集模塊電氣影響。

溫度采集模塊固定使用COM1。

溫度采集模塊是系統(tǒng)準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵，出廠時已經(jīng)做了仔細(xì)處理，包括冷端補(bǔ)償?shù)奶幚?，因此盡量避免對該模塊的隨意拆卸。