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(jì)算采用多種方式，溫度平臺(tái)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(jiǎn)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(gè)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(cè)狀態(tài)顯示，用來顯示當(dāng)前的工作階段，檢測(cè)結(jié)果等；

五、測(cè)試溫度，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，鐵水溫度達(dá)到950度以上時(shí)，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(hào)，鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度、硬度值、碳含量和硅含量等；

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

       系統(tǒng)的檢測(cè)過程如下：

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

圖2  選擇鑄鐵牌號(hào)

一旦選中以后，標(biāo)準(zhǔn)中顯示當(dāng)前牌號(hào)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(cè)過程中，也作為判斷鐵水含量的依據(jù)。

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

       當(dāng)鐵水倒入坩堝后，溫度迅速上升，這時(shí)系統(tǒng)的黃燈點(diǎn)亮，“測(cè)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(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)平臺(tái)，*個(gè)平臺(tái)對(duì)應(yīng)液相溫度，這個(gè)平臺(tái)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(gè)平臺(tái)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(gè)平臺(tái)溫度，一旦溫度點(diǎn)找到后，系統(tǒng)會(huì)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(jì)算結(jié)果，如果相比標(biāo)準(zhǔn)，含量偏高，會(huì)在給出的數(shù)據(jù)右邊標(biāo)注“↑”，如過偏小，則會(huì)在給出的數(shù)據(jù)右邊標(biāo)注“↓”。

       檢測(cè)完成后可以將檢測(cè)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(gè)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(cè)按鈕：該按鈕可以用來重新啟動(dòng)一次檢測(cè)，通常這個(gè)按鈕是用不到的，如果檢測(cè)過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊故障時(shí)，可以使用該按鈕恢復(fù)；

       2、放大按鈕：可以對(duì)曲線整屏顯示，這時(shí)可以通過整個(gè)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(cè)結(jié)果，“放大”按鈕是灰色的。

       3、結(jié)果按鈕：檢測(cè)完成后，點(diǎn)擊該按鈕，可以顯示比較詳細(xì)的檢測(cè)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(cè)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(cè)結(jié)果，這個(gè)按鈕也是只有在檢測(cè)完成以后才激活；

       5、保存按鈕：保存檢測(cè)結(jié)果，包括型號(hào)、日期、檢測(cè)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(hào)等信息，還可以保存完整的曲線；這個(gè)按鈕也是只有在檢測(cè)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(duì)檢測(cè)結(jié)果再計(jì)算一次；該按鈕在檢測(cè)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(gè)界面中可以對(duì)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(gè)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(huì)彈出一個(gè)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(gè)功能可以對(duì)當(dāng)前正在檢測(cè)的曲線進(jìn)行分析，也可一個(gè)對(duì)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(gè)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(cè)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(gè)界面中，可以通過鼠標(biāo)仔細(xì)觀測(cè)每一個(gè)溫度點(diǎn)的情況，也可以根據(jù)鼠標(biāo)移動(dòng)得到的新溫度點(diǎn)，給出對(duì)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(duì)當(dāng)前剛剛檢測(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)的位置，如果將鼠標(biāo)移動(dòng)到液相溫度的光標(biāo)十字線上，拖動(dòng)鼠標(biāo)，就可以變化液相溫度(圖7)，當(dāng)拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，相應(yīng)的含量、共晶度等等數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)變化也顯示出來；同樣，也可以將鼠標(biāo)移動(dòng)到固相溫度的光標(biāo)十字線上，拖動(dòng)鼠標(biāo)，就可以變化固相溫度，拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，相應(yīng)的含量、共晶度等等數(shù)據(jù)對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)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(qǐng)移動(dòng)光標(biāo)到窗口下方，選擇“數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)”，這時(shí)下拉列表激活，可以拖動(dòng)并選擇數(shù)據(jù)庫的檢測(cè)數(shù)據(jù)了。

       注意：如果沒有當(dāng)前檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)入分析界面時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)選擇“數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)”，這時(shí)“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(duì)于當(dāng)前數(shù)據(jù)，只要點(diǎn)擊對(duì)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(duì)“當(dāng)前數(shù)據(jù)”的分析類似。

       如果要?jiǎng)h除以前的數(shù)據(jù)，可以首先選擇要?jiǎng)h除數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)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?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響，所以進(jìn)入時(shí)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(hào)數(shù)據(jù)庫輸入管理界面。

       首先看*個(gè)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(duì)熱電偶的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，這時(shí)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(hào)發(fā)生器作為溫度數(shù)據(jù)采集模塊的輸入，請(qǐng)注意只需要標(biāo)定一個(gè)溫度點(diǎn)：1000?C！操作過程如下：

1、將標(biāo)準(zhǔn)溫度信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)到K型熱電偶，對(duì)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(qǐng)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(shí)傳感器的數(shù)據(jù)就會(huì)移動(dòng)到方框中，觀測(cè)溫度值，這時(shí)應(yīng)該會(huì)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(jì)算是根據(jù)傳感器兩個(gè)溫度點(diǎn)構(gòu)成的一條直線計(jì)算而來，也就是說需要知道傳感器在兩個(gè)不同的溫度點(diǎn)的輸出，就可以得到環(huán)境溫度，這個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(cè)試主界面圖形中，可以顯示一個(gè)隨著溫度zui大值變化的橫線，這個(gè)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(cè)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(cè)試主界面圖形中，當(dāng)溫度檢測(cè)完成后，可以在圖形框中顯示“檢測(cè)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(hào)：保存數(shù)據(jù)時(shí)，如果選中該項(xiàng)，會(huì)彈出一個(gè)窗口，要求輸入班號(hào)，如果不選中該項(xiàng)，那么系統(tǒng)會(huì)用默認(rèn)的班號(hào)；

6、  保存曲線：選中后，保存數(shù)據(jù)是會(huì)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(shí)，不保存曲線。曲線一般會(huì)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(duì)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(gè)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?yàn)檫@個(gè)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)：

圖18  打印機(jī)串行口設(shè)置錯(cuò)

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(cè)量沒有錯(cuò)誤，但是測(cè)量結(jié)果又固定的偏差，可以通過這兩個(gè)調(diào)整量來調(diào)整；

11、  “爐水噸位”：?jiǎn)挝粐崳?/span>

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(hào)臺(tái)頭：保存數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇班號(hào)臺(tái)頭+鑄鐵型號(hào)+日期+次數(shù)作為班號(hào)保存，便于以后的數(shù)據(jù)查詢；

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

16、  時(shí)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(jiǎn)化了電路，也提高了溫度測(cè)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(shí)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(duì)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(cè)量的關(guān)鍵，出廠時(shí)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(duì)該模塊的隨意拆卸。