铸造车间现场环境温湿度实时监测试验.doc

铸造车间现场环境温湿度实时监测试验
刘治军
(玉柴机器股份有限公司,广西玉林,537005)
摘要：对铸造车间现场环境的温湿度实时监测进行了试验，结果表明，通过使用温湿度变送器作为传感器，辅以自编软件能实现对车间现场环境温湿度的实时监测。
关键词：铸造； 温度；湿度；监测
The Test of Real Time Monitoring Foundry Workshop Environment Temperature and Humidity
Liu Zhijun
(Yuchai Machinery Co.,Ltd. ,Yulin GuangXi China,537006)
Abstract:　 Real time monitoring of temperature and humidity in foundry workshop environment were tested, the results showed that, through the use of temperature and humidity sensors, combined with the software can realize the real-time monitoring of the temperature and humidity of the workshop environment.
Key words:　foundry;temperature;Humidity;monitor

铸造车间现场环境温度、湿度会对铸件质量产生影响作者简介：刘治军(1973.6-)，男，广西博白人，毕业于江苏理工大学，工程师，主要从事铸造质量管理方面的工作。
E-mail： mr_liuzj@

，比如南方的梅雨季节湿度较高，铸件气孔等缺陷会上升，铸件表面容易生锈等，气温高低也会对冷芯砂性能产生明显影响从而引相应的质量波动，同时温湿度也会对铸造设备性能产生影响。相信大部分铸造工作者都会有以上定性的认识，但对于定量的影响程度研究不多，如具体什么水平的温度、湿度会产生多大影响，什么水平的温度、湿度应该采取什么样应对措施等研究的不多，也很少有铸造企业把环境温湿度作为工艺因素进行监测，实际上一年四季铸造车间现场温湿度波动是很大的，在铸件质量一致性要求越来越高的今天，如果还继续忽视车间现场温湿度显然是不可取的，而要关注环境温湿度的影响，首先就是要对现场环境温湿度进行实时监测并建立温湿度数据库。因此我们进行铸造车间现场环境温湿度监测试验。
1　试验设备
试验所用的主要设备是485型温湿度变送器，它集成了温度、湿度传感器和数据传送的相关485接口。它的外形如图1所示，引脚定义如表1所示：

图1 485型温湿度变送器外形

表1 485型温湿度变送器引脚定义
序号
说明
1
485的A端
2
485的B端
3
电源正（9-24VDC）
4
电源负
5
NC

2　试验过程
2.1 硬件接线
把温湿度变送器安装在车间现场具有代表性的位置，然后通过485电缆把信号引到计算机旁边，最后通过USB转485转接线与计算机连接，接线原理图如图2所示：

图2 硬件接线图

2.2 软件编程
用delphi6编定桌面程序实现接收温湿度变送器传来的温湿度数据并存入数据库中。
2.2.1温湿度变送器通讯协议
本文试验所使用的485型号温湿度变送器通讯协议示例以及解释如下：
举例：读取设备地址0x01 的温湿度值
（1）问询帧：
地址码
功能码
起始地址
数据长度
校验码低位
校验码高位
01
03
0000
0002
C4
0B
（2）应答帧：（例如读到温度为-10.1℃，湿度为65.8%RH）
地址码
功能码
返回字节数
湿度值
温度值
校验码低位
校验码高位
01
03
04
0292
8065
FB
8D
（3）温度计算：
当温度低于0 ℃ 时温度数据的最高位置1,否则为0。-10.1 ℃ 表示为1 000 0000 0110 0101
温度：0000 0000 0110 0101 = 0065H(十六进制)＝ 6×16 +5 = 101
=> 温度＝ -10.1℃
（4）湿度计算：
湿度：0000 0010 1001 0010 = 0292H (十六进制)= 2×256 + 9×16 + 2 = 658
=>湿度= 65.8%RH
2.2.2读取温湿度数据的桌面程序代码
读取变送器数据的流程是先通过串口给变送器发申请，即发问询帧，变送器接到申请后在串口通过返回应答帧，然后对应答的数据进行计算，得出温度、湿度数值。
发送问询申请的delphi代码如下：
procedure TfrmMain.Timer1Timer(Sender: TObject);
var
sendBuf: array[0..7] of ansichar;
begin
sendBuf[0]:=#$01;
sendBuf[1]:=#$03;
sendBuf[2]:=#$00;
sendBuf[3]:=#$00;
sendBuf[4]:=#$00;
sendBuf[5]:=#$02;
sendBuf[6]:=#$C4;
sendBuf[7]:=#$0B;
comm1.WriteCommData(sendBuf,8);
lzjDelay(100);
comm1.WriteCommData(sendBuf,8);
end;
变送器收到问询申请后马上在串口上返回包含当前温湿度数据的应答结果（应答帧），接收并计算温湿度结果的delphi代码如下：
procedure TfrmMain.Comm1ReceiveData(Sender: TObject; Buffer: Pointer;
BufferLength: Word);
var
s,strH,strT:string;
wordH,wordT:WORD;
Hv,Tv:single;
buf: PByte;
time:TDateTime;
addr:byte;
begin
time:=now();
if(BufferLength>1) then
begin
buf:=Buffer;
addr:=buf^;
inc(buf,3);
wordH:=buf^*256;
inc(buf,1);
wordH:=wordH+buf^;
Hv:=wordH/10 ;
strH:=FormatFloat('##.0',Hv) ;
ledH.Text:=strH+'%';
inc(buf,1);
buf^:=(buf^); //$80+
Tv:=1;
if ((buf^) and $80)=$80 then
Tv:=-1;
wordT:=((buf^) and $7F)*256;
inc(buf,1);
wordT:=wordT+buf^;
Tv:=Tv*wordT/10 ;
strT:=FormatFloat('##.0',Tv) ;
ledT.Text:= strT+'℃';
s:=TimeToStr(time)+'：温度：'+strT+'℃　湿度：'+strH+'%' ;
Memo1.Lines.Add(s);
if(SecondOf(time) mod SecondsPerDot=0) then
begin
DrawTH(Image1,25,10,60,3,Tv,Hv );
SaveTH(intToStr(addr),strT,strH);//存储到数据库中
end;
end;

end;
3　试验结果
硬件和软件调试完成后，实现了对车间现场环境温湿度的实时监测，监测程序运行界面如图3所示：

图3 监测程序运行界面

4　讨论
通过本次试验我们找到了对铸造车间现场环境温湿度进行实时监测的方法，而且这种方法的成本是低廉的。本文所介绍的仅仅是一个试验而已，实际的现场应用还需要进一步完善，我们计划把实时监测的数据建立数据库，作为铸造大数据的一部分，相信通过分析一年左右时间的数据，应该对得出铸件质量与环境温湿度的定量关系。

参考文献：
[1] 刘敏歆 邹化仲. 原砂温度及空气湿度对冷芯盒法砂芯强度的影响.铸造,1994,(11):5-9
[2] 黄志光. 铸件内在缺陷分析与防止. 2011年1月　机械工业出版社