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基于STM32的保护渣熔点熔速测定系统设计 Melting point and rate measuring system of mold powder based on STM32 梁秀满 唐 颖 刘振东 ， ， LIANG Xiu-man, TANG Ying, LIU Zhen-dong 河北联合大学 电气工程学院 唐山063000 （ ， ） 摘 要：针对保护渣熔点熔速分析试验的需要，设计并实现了以STM32为核心处理器件，配合TFT液晶 彩屏，并带有触摸输入和人性化的智能GUI的保护渣熔点熔速测定系统。系统通过热电偶采集 温度信号，经温度变送器和a/D转换获得实际温度值，通过调整脉宽调制的占空比，控制加热 炉的温度。采用CCD摄像头对保护渣的熔化状态进行实时采集，经过图像处理和视觉检测技 术，实现保护渣熔点和熔速的自动测量和实时显示，同时将采集到的数据实时传输到触摸屏 和主基站中，实现了对保护渣熔点熔速测定系统的实时监控和操作。经过实际测试验证，系 统实时性强，稳定性好，满足保护渣熔化特性试验的需要。 关键词：STM32；熔点熔速；温度控制；实时监测 中图分类号：TP216 文献标识码：a 文章编号：1009-0134(2015)02(下)-0113-03 Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.02(下).35 0 引言 制。通过CCD摄像头自动采集图像，TFT触摸彩屏实时 显示设定温度和保护渣的实时熔化温度曲线，自动记录 保护渣广泛应用于冶金领域，是现代连铸工艺不 实验条件和试验结果。并通过串口通信模块将炉内温度 可缺少的一种辅助材料，是保证连铸顺利进行的必要条 数据传输到上位机进行监测与分析。 件，其熔点熔速等性能的研究对连铸操作和铸坯质量 有着重要的意义[1] 。传统的保护渣熔点熔速测定系统大 多以PLC和计算机系统为主搭建平台，其特点是外形庞 大，电路硬件结构复杂、调试难度较大、检测精度低且 价格昂贵，对于保护渣熔点熔速的识别、判定还依靠人 工观测与记录，自动化程度不高，存在着许多不足。 随着嵌入式技术的迅速发展，设计了一种以嵌入式 芯片STM32F 103为内核，具有信号智能采集处理，数据 实时显示，人机界面友好的保护渣熔点熔速测定系统。 系统采用机器视觉和图像处理技术[2,3]来代替人工检测， 可以实现保护渣熔化速度的准确测量和实时显示。为用 户构建了一种快速、稳定的保护渣熔点熔速测定系统。 图1 系统总体结构 1 总体结构设计 2 系统硬件设计 该熔点熔速测定系统主要以STM32 为核心控制芯 片，外围电路主要有电源电路，温度采样电路，图像采 2.1 温度检测电路 集及处理电路，键盘电路，串口通信电路和控制加热电 温度检测电路包括热电偶信号检测电路和放大调理 路组成。系统的总体结构如图1所示。 电路两部分。热电偶信号检测电路如图2所示。 系统采用基于ARM Cortex-M3 内核的STM32为核心 热电偶信号通过CD4052模拟开关的选择将热电偶 控制芯片，热电偶采集温度信号，通过温度变送器和A/ 信号送到信号调理模块进行信