微弧氧化(MAO)该技术是一种金属表面处理技术,经过微弧氧化处理后提高了金属的耐磨性和耐腐蚀性,已应用于国防设备、航空航天、机械、汽车、船舶等领域。微弧氧化是将铝合金放置在强电场环境中的溶液中。由于电压的作用,设备表面发生微弧放电,产生高压和高温,使微区域的铝原子与溶液中的氧结合形成以氧化铝为主要成分的陶瓷层。
微弧氧化作为等离子体电化学技术,受电流密度、电压、频率、空量参数影响的等离子体电化学技术,在微弧氧化过程中实时记录能量参数的变化对研究微弧氧化过程起着重要作用。本设计是基于MCGS控制微弧氧化DSP2407A人机交互界面的设计实现了微弧氧化过程中电参数的实时记录和监控,并支持数据导出,为分析微弧氧化过程和优化过程奠定了基础。
根据MAO工艺要求,电源能输出高压大电流,频率、空比可调。
电源参数:正电压0~600V额定电流可调300A,脉冲个数1~32767可调;负压0~100V,额定电流150A,脉冲个数1~32767个人可调;占空比5%;~100%可调。脉冲频率最高可达7.3KHZ。此外根据MAO正负电源可分别在自动模式下运行,即恒流输出在初始阶段。当膜层长度突破电压达到限压值时,整个电源系统结构如图2所示。
大致可以将整个系统分为主电路,DSP三个模块,如控制模块、人机界面等。DSP各功能单元停止,操作员在人机界面上设置整个系统的参数,MCGS设置的参数值通过串口通信协议传输到DSP模块,DSP根据串口通信命令帧中的命令将参数传输到每个控制模块,当设置参数时MCGS启动系统的命令帧可以通过人机界面发送,DSP根据之前的设置,模块启动每个功能单元。
在系统运行过程中MCGS不断发送采集命令帧将DSP的模拟量AD转换结果和DA输出值传输到通道MCGS中,MCGS通过各个组件把采集来的数据以波形或数值的形式显示在界面上,并根据条件进行数据存储;当微弧氧化过程结束后,可以通过人机界面的数据导出功能将微弧氧化过程中的数据导出进行更为深入的分析。