串口技术保温冒口研究中的应用

HEATS

应用ADAM数据采集模块，能够实现对各种工程数据的采集、控制。研究保温冒口时，需要对不同成分的保温冒口进行实际浇注，同时连续测量其金属液的温度数据，绘制出相应的温度曲线，从而比较出不同成分的保温冒口的保温效果，制订出最优化的原料配比。在原来的实验中我们采用热点偶读取温度数据，这样的方法由于认为的因素带来读取温度数据，这样的方法由于认为的因素带来误差，为此研究开发了一个基于ADAM模块的自动温度采集系统。

1 ADAM工控模块

    ADAM工控模块是一组精巧的智能型信号处理模块，具有对现场信号的完全独立隔离、共地隔离、光隔离等特点，特别适用于恶劣的工业环境，具备如下特点。

    （1）一模块可提供多种输入范围及形态。ADAM模拟量输入模块可透过软件的设定规划，接受多种类型及范围的信号，因此可增加系统设计的弹性，减少备品的需求。
    （2）内建智能型微处理器。
    （3）采用ASCⅡ通讯协议。可利用常用的高级语言作为发展工具，软件撰写容易，透过ASCⅡ协议可与任何电脑连线通讯。
    （4）采用二线式RS-485网络架构。数据传输仅透过一对绞线的RS-485网络完成，安装布线简单。
    （5）模块可带电插拔及具有电源反接保护功能。可避免配线错误造成损坏；火线插拔的设计，允许随时拆装，而不影响网络的正常工作。图1为ADAM-4018模块与计算机连接及热电偶分布图。

2 Windows环境下的串口通信

    在Windows环境下实现通信的一个简便方法就是利用Windows中已提供驱动程序支持的串行口进行串行通信。在以往的DOS环境下，这些功能通过编写串口中断程序来实现。而在Windows环境下，系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接控制串口中的中断（以便实现资源共享），程序员只能通过各种API（应用程序接口）函数与串口打交道。

3 利用Visual C++编写Windows环境的串口通信程序

    利用Visual C++编写Windows环境的串口通信程序主要采用控件MSComm串口编程及Windows API 串口编程的方法。

    MSComm（Microsoft Communications Control）是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的Active X 控件，为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法，利用它可以建立与串口的连接，并可以通过串口连接到其他通信设备（如调制解调器），发出命令，交换数据以及监视和响应串行连接中发生的事件和错误。
 
    Windows API (Windows Application Programming Interface)，是所有Windows应用程序的根本之所在。Windows98/NT/XP等操作系统封装了Windows串口机制，其串行通信设备驱动程序是Comm.drv，通过API函数编程来控制驱动程序，对硬件进行操作。

4 程序设计

    程序设计包括：编写软件与ADAM-4018模块进行通信联系；实现工程或者实验中所需的各种功能包括：实时温度曲线，且能够自由调出历史数据。实时温度采集系统中的数据流程见图2。 
 

    ADAM模块在使用前需要对地址、输入、波特率等有关参数进行设置。设置工作可以通过随模块的专用应用软件完成。模块的设置完成后，根据需要进行响应的程序设计即可使其投入应用。对于本壳体来说，只需案秤现场数据的固定间隔读取即可。我们采用了Visual C++程序开发语言进行程序设计，利用WindowsAPI串口编程技术，通过串行端口传输和接收数据，为程序提供串行通信功能。

5 实验结果及分行

5.1 熔炼及浇注

    实验在生产现场进行，熔炼设备为200kg酸性中频感应电炉。为了比较发热冒口与普通冒口的保温补缩效果，将冒口直径相同的方案1、2、3、4以及山东曲 某厂生产的普通保温冒口（5号）放入1个砂箱内，采用1箱5型同时浇注的方法。为了保证浇注条件的一致性，5个铸件采用中心浇口方式及暗冒口的不知方式，浇注温度约1530℃（炉前温测仪精确测量）。由于浇注及充型过程中的热损失，冒口套内金属实际温度为1400℃左右。5个冒口通过5个相同的单铂铑热点偶进行测定。

5.2 温度曲线及分析
 
    图3为5个通道同时连接测量，时间间隔为30s所得到的温度曲线。所测量的5个不同保温冒口内金属为45号钢。 

    如图3，从上到下的5条温度曲线分别对应1号到5号冒口。可以直观的看到5条温度曲线的斜率从上到下依次增加，对应其各自的冷却速度从上到下一次增加，即各个冒口的保温效果从上到下一次下降，从而可以对5个不同材质的保温冒口的保温效果有较直接的了解，这与我们的实验预期是非常吻合的。

    如果需要对温度数据进行精确的分析，可以直接从数据库中调出相应的温度数据和所对应的精确的时间进行进一步的分析。

6 结论

    通过在保温冒口试验中引入串口技术及ADAM模块，改进了保温冒口实验中传统的测温方法，使实验结果更加准确可靠，减少了实验工作量，更增加了直观的显示方法，在保温冒口实验中充分体现了其优越性。