球墨铸铁件水冷温控系统的设计与研究0.doc

毕业设计（论文） 球墨铸铁件水冷温控系统的设计与研究  2014届毕业设计任务书 一、课题名称 球墨铸铁件水冷温控系统的设计与研究 二、指导老师 吴海波 三、设计内容与要求 1、? 课题概述 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。工业生产中，温度变化对球墨铸铁的塑性、韧性、耐磨性等方面影响较大。如：高温条件下，球墨铸铁的塑性将增强，韧性和耐磨性将降低。低温时，球墨铸铁三个指标均会下降。本课题只针对25℃~600℃的温度范围对球墨铸铁件水冷温控系统进行设计与研究。 项目的设计，对学生积累自动控制技术、材料学分析、电子电路设计经验有着重要的实践意义。系统的设计包括：1.球墨铸铁件温度调节模块（电机带动球墨铸铁件旋转并相互摩擦发热，通过调节电机转速对球墨铸铁件的温度进行调节）、2.ZigBee温度信号采集模块、3.控制单元（PLC或单片机）及4.执行件（水冷系统）。 2、?研究内容与制作任务 （1）球墨铸铁件的水冷温度特性研究 找到球墨铸铁件的温度拐点，即，塑性、韧性和耐磨性发生突变的温度值或区域； 研究水冷强度变化对球墨铸铁件温度上升的抵制比率； 找到球墨铸铁件通过水冷方式进行冷却而引起的不可逆老化结果出现时的临界点温度； 最终结合温度拐点、水冷抵制比率和老化临界点温度计算本系统所需的温控阀值。 （2）ZigBee通信技术研究 重点在于保证温度数据的无线传输稳定性与精度 （3）控制模型与控制逻辑 重点在于建立有效的温度阀值与水冷系统水冷强度控制之间的映射关系模型，和理清执行件的动作步骤 （4）水冷系统 重点在于实现高效的喷雾效果并调节喷雾强度 （5）研发智能自检模块 温控系统应该具有一定的自我诊断功能，当装置发生故障时，上位机控制台应该有异常显示，同时下位机面板上的异常指示灯会亮，用户一旦发现异常可及时更换装置。如无法及时更换，下位机应该仍可实现手动控制出水。 （5）具体研究内容和任务包括： 系统集成方案设计 球墨铸铁件温度调节模块的设计与制作 ZigBee温度信号采集模块的设计与制作 控制单元（PLC或单片机）的逻辑建模 水冷系统的设计与制作 四、设计参考书 1、《金属工艺学》，宋金虎，清华大学出版社，2009年。 2、《PLC技术及应用项目教程史宜巧孙业明景绍学? 封面 2）? 目录 3）? 内容摘要（200~400字左右） 4）? 引言 5）? 正文（设计方案比较于选择，工艺分析，论证，计算，设计结果的说明及特点） 6）? 结束语. 7）? 附录 六、毕业设计进程安排 1）? 前两周对本设计系统的内容，要求及标准进行了解，学习，收集相关资料，定设计方案。 2）? 3—5周系统设计。 3）? 6周整理资料。 4）? 7周完成设计任务，上交电子搞。 5）? 8周修改后定稿（上交电子稿及纸质文档）。 6）? 准备毕业设计答辩。 七、毕业设计答辩及论文要求 1）? 毕业设计答辩要求 2）? 答辩前三天，每个学生按时将毕业设计说明书或论文专题报告等必要资料交给指导老师审查意见。 3）? 学生答辩时对自述部分写出书面提纲，内容包括课题的任务，目的和意见，所采用的原材料或参考文献，设计的基本内容和主要方法，成果毕业结论和评价。 4）? 答辩小组咨询课题的关键问题，咨询于课题密切相关的基本理论知识，设计和计算方法，实验方法，测试方法，鉴别学生的独立工作能力，创新能力。 5）? 毕业设计论文要求。 6）? 文字要求：说明书要求打印（除图纸外），不能手写。文字畅通，语言流畅，排版合理。无错别字，不许抄袭。 7）? 图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字必须使用工程文字书写。 8）? 曲线表要求：所有曲线，图标，线路图，程序框图，示意图等不用手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 摘 要 温度是一个非常重要的参数。在工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测温装置来检测温度。传统直接布线测量不满足要求，特别是在某些环境恶劣的工业环境不现实因此采用温度检测尤为必要。目前有些设计能够实现无线温度采集，但过高是其最大的缺点。在实际温度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。本文采用单片机实现的无线温度测量系统。该系统能实现对温度的检测，能够同