實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)裝配圖.dwg
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磨盤(pán).dwg
缸體.dwg
缸蓋、連接桿.dwg
摘 要.
立式磨是利用料床粉碎原理進(jìn)行粉磨物料的一種研磨機(jī)械。它主要用于水泥、煤炭、電力等行業(yè)。本文作者從實(shí)際運(yùn)用及經(jīng)濟(jì)等角度出發(fā)，通過(guò)認(rèn)真的研究和論證，設(shè)計(jì)出了這款ML4532的立式磨機(jī)及其它的控制系統(tǒng)。該立式磨易于調(diào)節(jié)、粒度均勻、噪音低、磨損小揚(yáng)塵少、系統(tǒng)工業(yè)流程簡(jiǎn)單、占地面積小、投資省等優(yōu)點(diǎn)。其控制系統(tǒng)是由89C51、X25045復(fù)位電路、TLC2543A/D轉(zhuǎn)換器、獨(dú)立中斷式人機(jī)接口鍵盤(pán)、LCD液晶顯示器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成。它不但能滿(mǎn)足磨機(jī)的控制要求，也可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制。本文詳細(xì)的介紹了磨機(jī)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)過(guò)程及使用和維護(hù)方法及其它的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和各個(gè)模塊的程序。
關(guān)鍵詞：立式磨、控制、數(shù)據(jù)采集
Abstract
Vertical to rub and utilize material bed crush principle carry on powder rub a kind of machinery of grinding of supplies. It is used in the trades, such as cement, coal, electric power,etc. mainly. The author of this text sets out in terms of use actually and economy,etc., pass serious research and demonstration , Design the vertical mill of this ML4532 and other control systems. It is should the vertical to rub regulate easily, grain size the even, noise the low, wear and tear light to raise dust the little, there is the simple the procedure not industrials, occupation of land the little in area, last merits, such as province,etc. system. Its control system is by 89C51, X25045 restore to the throne circuit, TLC2543A/D converter, person who cut off man-machine interface keyboard, LCD liquid crystal display, procedure memory, datum memory make up independently. It can meet control request of mill, but also can and switch amount signal gathered and controls to many way analog quantity. This text detailed introduction design principle, design process and use and maintain method and other design and each procedure of module of control system of mill.
Keyword: vertical to Rub , control , the data gather
0.前言
長(zhǎng)期以來(lái)，球磨機(jī)作為一種傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，一直壟斷著水泥工業(yè)粉磨作業(yè)的全過(guò)程，所消耗的電能約占水泥生產(chǎn)總電耗的70%左右，因此，粉磨作業(yè)的節(jié)能一直是水泥工作者高度重視的問(wèn)題之一。
球磨機(jī)的粉磨機(jī)理論基于沖擊和研磨作用，其特點(diǎn)：
（1） 必須把幾十噸，甚至上百?lài)嵉难心ンw和物料同時(shí)帶到一定的高度、；
（2） 研磨體作用在物料上的力變化較大，非人為所能控制；
（3） 研磨體之間以及研磨體與襯板之間存在著無(wú)用撞擊，大量的能量被白白消耗；
（4） 存在過(guò)磨現(xiàn)象；
（5） 噪音大，一般為100～120dB；
（6） 研磨體消耗大。
由于球磨機(jī)粉磨機(jī)理存在上述缺陷，導(dǎo)致能量有效利用率極低，據(jù)資料報(bào)道，一般為1～3%。
以往水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造工作都局限在球磨機(jī)本身及其系統(tǒng)的改造上，如改進(jìn)磨機(jī)襯板、隔倉(cāng)板、調(diào)整研磨體級(jí)陪、磨內(nèi)通風(fēng)、改開(kāi)流系統(tǒng)為閉和系統(tǒng)、降低入磨物料粒度等等，都取得了一定的增產(chǎn)節(jié)能效果，但沒(méi)有從根本上解決球磨機(jī)理上存在的問(wèn)題。
從國(guó)外二十年代末發(fā)明了立式磨技術(shù)以來(lái)，在水泥工業(yè)作為原料的烘干兼粉磨設(shè)備，節(jié)能效果十分明顯。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特點(diǎn)：
（1）物料受擠壓，沖擊和剪切作用，能量利用率高、電耗低，比球磨機(jī)節(jié).電20～30%。
（2）烘干能力大。立式磨采用氣體輸送物料，在粉磨水份較大的物料時(shí)可控制入磨風(fēng)溫，在對(duì)物料進(jìn)行粉磨、選粉、輸送的過(guò)程中進(jìn)行烘干；是產(chǎn)品達(dá)到要求的水份。在立式磨內(nèi)可烘干粉磨水份高達(dá)10～15%的物料。
（3）入磨物料粒度大，可達(dá)輥磨直徑底5%，所以大中型立式磨可以省掉二級(jí)破碎。
（4）產(chǎn)平的化學(xué)成份及細(xì)度穩(wěn)定。物料在立式磨內(nèi)停留時(shí)間僅2～3分鐘，而球磨機(jī)則要15～20分鐘。所以立式磨系統(tǒng)產(chǎn)品的化學(xué)成份可一很快測(cè)定、校正，成份波動(dòng)小，有利于均化。此外，立式磨內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時(shí)分離出來(lái)，避免了過(guò)粉磨現(xiàn)象。產(chǎn)品細(xì)度可通過(guò)調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速迅速改變，細(xì)度穩(wěn)定，粒度均齊，有利于煅燒。
（5）工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、建筑面積小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、選粉、輸送無(wú)道工序于一體，工藝簡(jiǎn)單、布局緊湊。
（6）噪音低、揚(yáng)塵少，操作環(huán)境整潔立式摸的噪音僅為80～85Db，系統(tǒng)在負(fù)壓下工作，無(wú)粉塵飛揚(yáng)，操作環(huán)境清潔。。
（7）研磨體消耗少，壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率高。由于立式磨輥套與襯板之間不直接接觸，磨損小，研磨體壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率高。
同時(shí)，磨機(jī)的控制系統(tǒng)也一直是人們所關(guān)心的問(wèn)題，隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用迅速發(fā)展，我國(guó)水泥工業(yè)自動(dòng)化程度正日益提高。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和各種新型儀表不斷的推廣使用，所以說(shuō)設(shè)計(jì)出一個(gè)比較好的控制系統(tǒng)也是提高水泥的生產(chǎn)質(zhì)量、效率的一個(gè)可靠的保證。本文以89C51為CPU，TLC2543A/D轉(zhuǎn)換器、X25045復(fù)位電路、獨(dú)立式中斷鍵盤(pán)、LCD夜晶顯示器、并擴(kuò)展8255A芯片作為控制單元共同組成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅僅滿(mǎn)足于此立式磨的控制，還能對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制，此外本文還介紹了控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。
由于立式磨在粉磨機(jī)理上比球磨機(jī)有重大突破，而且它的控制系統(tǒng)也是處于領(lǐng)先地位，它可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行采集和控制，正因?yàn)橛羞@么多的優(yōu)點(diǎn)，所以此系統(tǒng)水泥工業(yè)節(jié)能降低、推動(dòng)粉磨技術(shù)的發(fā)展和重大的進(jìn)步有著極為重要的作用。
1 總體方案論證
1.1.設(shè)計(jì)方案
(1) 磨盤(pán)及磨輥是立式磨最重要的部件之一,合理的磨盤(pán)形狀配以相適應(yīng)的磨輥,對(duì)提高粉磨效率、減少研磨體消耗有著極為重要的作用.通過(guò)具體的分析,選擇了一種具有兩個(gè)輥的輥式磨,磨盤(pán)為平面、磨輥為錐臺(tái)、磨輥軸與水平面呈15夾角.
(2) 立式磨的傳動(dòng)裝置安置在磨機(jī)的下部,它既要帶動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),還要承受磨盤(pán)、物料、磨輥的重量以及加壓裝置施加的碾磨壓力，是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直壓力及沖擊載荷，所以傳動(dòng)裝置采用圓錐-圓柱傳動(dòng)的減速機(jī)。
(3) 加壓方式的確定
除擺輥外，所有型號(hào)的立式磨均有兩種加壓方式，即彈簧加壓和液壓加壓。彈簧加壓有三個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)：第一，由于磨輥和襯板逐漸磨損，對(duì)物料的加壓逐漸減小，致使粉磨能力下降；第二，立式磨必須在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下起動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)動(dòng)力矩大，起動(dòng)困難；第三，彈簧的壓力不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)磨內(nèi)進(jìn)入較大的物料或鐵塊等雜物時(shí)，磨機(jī)會(huì)嚴(yán)重過(guò)載，不利于呆板權(quán)運(yùn)行。
隨著液壓技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)立式磨性能要求的提高，目前除大中型立式磨采用液壓加壓以外，小型的立式磨也采用液壓加壓，這重加壓方式解決了彈簧加壓的問(wèn)題，碾磨壓力穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，并且可以在運(yùn)行中進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)立式磨內(nèi)進(jìn)入鐵塊等雜物時(shí)，磨輥可以跳起越過(guò)雜物，此時(shí)由于蓄能器的緩沖吸振作用使磨機(jī)不會(huì)過(guò)載，此外，用這種加壓方式還能很方便地抬起磨輥，使磨機(jī)能輕載或空載起動(dòng)。因此，此重立式磨也采用液壓方式提供碾磨壓力。
（4）控制方式的確定
控制部份系統(tǒng)主要包括A/D轉(zhuǎn)換、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器和作為人機(jī)接口的鍵盤(pán)、顯示器等。
4結(jié)論
本文主要研究了ML4532立式磨的總體結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)以及它的測(cè)控位置。經(jīng)過(guò)此次的改進(jìn)和完善，ML4532型立式磨具有效力高、電耗低、烘干能力大，產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、粒度均勻、化學(xué)成份容易控制、噪音低、磨損小、揚(yáng)塵少、系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、投資省等優(yōu)點(diǎn).同時(shí)ML4532型立式磨和以往的立式磨所不同的是：：
1. 將四個(gè)排渣口改為一個(gè)，便于用戶(hù)處理吐渣。
2. 將動(dòng)臂和搖臂改為體整鑄造，減少機(jī)械加工難度。確保加工制造質(zhì)量。
3. 提高傳動(dòng)功率、充分發(fā)揮設(shè)備潛力。
控制系統(tǒng)不僅滿(mǎn)足此立式磨的要求，同時(shí)也可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制。具有廣普的應(yīng)用性。
當(dāng)然,設(shè)計(jì)過(guò)程中也有一些考慮欠缺的地方,我們會(huì)在今后的設(shè)計(jì)中不斷改進(jìn)和完善,進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能.
致 謝
從三月底我們就進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)階段,首先的一段時(shí)間,我們熟悉了課題,并收集了一些必要的參考資料,后來(lái)又分別到江動(dòng)集團(tuán)、紅旗機(jī)床廠、鹽城機(jī)床廠進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。四月二十日左右我們便正式開(kāi)始了我們的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的艱苦工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)即將順利完成。
回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深刻領(lǐng)悟到“溫故而知新”的道理，重新學(xué)到了很多的知識(shí)，更加系統(tǒng)的掌握了畫(huà)圖的技能和技巧。學(xué)會(huì)了有關(guān)的資料手冊(cè)，而且也深刻地體會(huì)到了設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮周全細(xì)致，謹(jǐn)慎小心，循序漸進(jìn)的原則，耐心計(jì)算，及時(shí)查閱資料，隨時(shí)向老師請(qǐng)教。只有這樣才能設(shè)計(jì)得到一個(gè)圓滿(mǎn)的結(jié)果，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中滲進(jìn)一些創(chuàng)新思想，隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行優(yōu)化，這樣在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的困難是可想而知的?！皶?shū)到用時(shí)方恨少”，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們也深刻的感受到了自己掌握知識(shí)有限，我們必須在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷地學(xué)習(xí)知識(shí)，充實(shí)大腦，才能適應(yīng)今后的工作生活。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了倪文龍和盧文華老師的悉心指導(dǎo)。以及系領(lǐng)導(dǎo)和其他老師的關(guān)心和幫助，在此致以深深的謝意！同時(shí)，設(shè)計(jì)小組其他成員在設(shè)計(jì)中團(tuán)結(jié)合作、互相幫助，這也是設(shè)計(jì)得以順利完成的可靠的保證。在此，我也向他們致謝。
短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，大學(xué)生活也畫(huà)上了圓滿(mǎn)的句號(hào)。離別之時(shí)，既感傷又高興，感傷的即將和生活多年的同學(xué)、老師分別。值得高興的是，雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)不夠完美，但畢竟是自己的心血完成的任務(wù)。并掌握鞏固了知識(shí)，我想這次設(shè)計(jì)必將給我留下深刻的記憶，對(duì)我今后的工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
參考文獻(xiàn)
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許成才 一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 設(shè)計(jì)課題 ： 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù) 1 機(jī)械系過(guò)程裝備與控制系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)擬建設(shè)閉路粉磨自動(dòng)化控制綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主體粉磨設(shè)備 輥立磨，磨盤(pán)直徑 450，磨輥直徑 320，粉磨中硬石灰石，設(shè)計(jì)能力為 h，閉路粉磨，外置 粉機(jī)，工藝流程見(jiàn)附圖 三、技術(shù)要求 1 粉磨過(guò)程計(jì)算機(jī)控制 ; 2 喂料量對(duì)粉磨壓力損失的跟隨系統(tǒng) ; 3 風(fēng)機(jī)風(fēng)量和壓力損失的檢測(cè) 4 控制系統(tǒng)變量超限報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) ; 許成才 四 文）物化成果的具體內(nèi)容及要求 (具體內(nèi)容參照機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 大綱及 實(shí)施細(xì)則的有關(guān)要求填寫(xiě) ) 圖紙內(nèi)容及張數(shù) 1 立磨 系統(tǒng)總圖 一張 ； 2 立磨液壓缸 部裝圖 一 張 及全套零件圖 ； 3 磨盤(pán)裝配圖一張 ； 4 控制系統(tǒng)的硬件接線原理圖 1 張； 5 工藝系統(tǒng)測(cè)控位置簡(jiǎn)圖 1 張 ； 全部計(jì)算機(jī)繪圖 ,圖量不少于 3 ㎡ 。 設(shè)計(jì)要求 : 立磨總體設(shè)計(jì) ; 體方案設(shè)計(jì) 藝參數(shù)計(jì)算 (轉(zhuǎn)速、功率 )； 構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) (缸 體壁厚、支承結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度校核 )； 式磨 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 片機(jī)為 計(jì)出 式磨 控制電路及軟件程序 計(jì)風(fēng)量 檢測(cè)與控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)進(jìn)出 立式磨風(fēng)量檢測(cè)與設(shè)定值比較，從而控制熱風(fēng)量 和熱源工作狀態(tài)； 計(jì)的系統(tǒng)客隊(duì)多路模擬量和客觀量信號(hào)進(jìn)行采集和控制 ,即不但能滿(mǎn)足上述技術(shù)要求 ,而且具有廣泛的應(yīng)用性； 計(jì)控制系統(tǒng)的硬件接線原理圖，系統(tǒng)程序框圖， A/D 轉(zhuǎn)換器 、顯示器和存儲(chǔ)器子程序。 許成才 五 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 研查閱并收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料和信 息 ; 業(yè)實(shí)習(xí) ,完成實(shí)習(xí)報(bào)告 ; 體設(shè)計(jì)方案確定 ;各部件結(jié)構(gòu)改進(jìn)方 案確定 ,部裝草圖形成 ; 樣設(shè)計(jì)、繪制 ,并將設(shè)計(jì)圖樣及時(shí)提 交指導(dǎo)老師初審 ; 寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ,根據(jù)指導(dǎo)老師意見(jiàn)修 改圖樣 ,交全部設(shè)計(jì)文件 ; 5 準(zhǔn)備答辯 ; 辯。 許成才 六 . 主要參考文獻(xiàn)： 1 丁元杰 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 2 何立民 ,列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北航出版社， 1992 3 李華 . 列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) 北航出版社， 1996 4 陳強(qiáng) . 機(jī)械系統(tǒng)的微機(jī)控制 清華大學(xué)出版社， 1996 5 俞光昀 . 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 電子工業(yè)出版社， 1999 七、其他 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（不少于 10000 字）； 2 控制系統(tǒng)框圖及調(diào)試成功的源程序一份 (可納入 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ); 3 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告一份（ 實(shí)習(xí)所在車(chē)間工藝流程圖一份，不少于 3000 字） ; 4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料及全部圖樣軟盤(pán)拷貝一份 ;(說(shuō)明書(shū)如打印 ,也拷入軟盤(pán) ) 目 錄 0前言 .............................................................. 1 1 總體方案論證 ..................................................... 5 計(jì)方案 ........................................................ 5 2計(jì)算部分 .......................................................... 6 輥寬度的確定 .................................................. 6 機(jī)通風(fēng)量的確定 ................................................ 6 盤(pán)轉(zhuǎn)速的確定 .................................................. 6 輥的壓力的確定 ................................................ 7 需功率的確定 .................................................. 9 壓缸的確定 .................................................... 9 3設(shè)計(jì)部分 ......................................................... 10 速機(jī)的設(shè)計(jì) ................................................... 10 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 10 測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................. 11 磨材料的選擇 ................................................. 11 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 12 4結(jié)論 ............................................................. 24 致謝 .............................................................. 25 參考文獻(xiàn) ........................................................... 24 附件清單 ........................................................... 25 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 摘 要 . 立式磨是利用料床粉碎原理進(jìn)行粉磨物料的一種研磨機(jī)械。它主要用于水泥、煤炭、電力等行業(yè)。本文作者從實(shí)際運(yùn)用及經(jīng)濟(jì)等角度出發(fā)，通過(guò)認(rèn)真的研究和論證，設(shè)計(jì)出了這款 立式磨機(jī)及其它的控制系統(tǒng)。該立式磨易于調(diào)節(jié)、粒度均勻、噪音低、磨損小揚(yáng)塵少、系統(tǒng)工業(yè)流程簡(jiǎn)單、占地面積小、 投資省等優(yōu)點(diǎn)。其控制系統(tǒng)是由 89位電路、 轉(zhuǎn)換器、獨(dú)立中斷式人機(jī)接口鍵盤(pán)、 晶顯示器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成。它不但能滿(mǎn)足磨機(jī)的控制要求，也可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制。本文詳細(xì)的介紹了磨機(jī)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)過(guò)程及使用和維護(hù)方法及其它的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和各個(gè)模塊的程序。 關(guān)鍵詞 ： 立式磨、控制、數(shù)據(jù)采集 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 to on a of of of It is in as of in of of It is to to is of in as is 9to up It of to of of of 械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 長(zhǎng)期以來(lái)，球磨機(jī)作為一種傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備，一直壟斷著水泥工業(yè)粉磨作業(yè)的全過(guò)程，所消耗的電能約占水泥生產(chǎn)總電耗的 70%左右，因此，粉磨作業(yè)的節(jié)能一直是水泥工作者高度重視的問(wèn)題之一。 球磨機(jī)的粉磨機(jī)理論基于沖擊和研磨 作用，其特點(diǎn)： （ 1） 必須把幾十噸，甚至上百?lài)嵉难心ンw和物料同時(shí)帶到一定的高度、； （ 2） 研磨體作用在物料上的力變化較大，非人為所能控制； （ 3） 研磨體之間以及研磨體與襯板之間存在著無(wú)用撞擊，大量的能量被白白消耗； （ 4） 存在過(guò)磨現(xiàn)象； （ 5） 噪音大，一般為 100～ 120 （ 6） 研磨體消耗大。 由于球磨機(jī)粉磨機(jī)理存在上述缺陷，導(dǎo)致能量有效利用率極低，據(jù)資料報(bào)道，一般為 1～ 3%。 以往水泥工業(yè)粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造工作都局限在球磨機(jī)本身及其系統(tǒng)的改造上，如改進(jìn)磨機(jī)襯板、隔倉(cāng)板、調(diào)整研磨體級(jí)陪、磨內(nèi)通風(fēng)、改開(kāi)流系統(tǒng)為閉和系統(tǒng)、降低入磨物料粒度等 等，都取得了一定的增產(chǎn)節(jié)能效果，但沒(méi)有從根本上解決球磨機(jī)理上存在的問(wèn)題。 從國(guó)外二十年代末發(fā)明了立式磨技術(shù)以來(lái)，在水泥工業(yè)作為原料的烘干兼粉磨設(shè)備，節(jié)能效果十分明顯。立式磨采用料床原理粉磨物料，主要有以下特點(diǎn)： （ 1）物料受擠壓，沖擊和剪切作用，能量利用率高、電耗低，比球磨機(jī)節(jié) 0～ 30%。 （ 2）烘干能力大。立式磨采用氣體輸送物料，在粉磨水份較大的物料時(shí)可控制入磨風(fēng)溫，在對(duì)物料進(jìn)行粉磨、選粉、輸送的過(guò)程中進(jìn)行烘干；是產(chǎn)品達(dá)到要求的水份。在立式磨內(nèi)可烘干粉磨水份高達(dá) 10～ 15%的物料。 （ 3）入磨物料粒 度大，可達(dá)輥磨直徑底 5%，所以大中型立式磨可以省掉二級(jí)破碎。 （ 4）產(chǎn)平的化學(xué)成份及細(xì)度穩(wěn)定。物料在立式磨內(nèi)停留時(shí)間僅 2～ 3分鐘，而球磨機(jī)則要 15～ 20分鐘。所以立式磨系統(tǒng)產(chǎn)品的化學(xué)成份可一很快測(cè)定、校正，成份波動(dòng)小，有利于均化。此外，立式磨內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時(shí)分離出來(lái)，避免了過(guò)粉磨現(xiàn)象。產(chǎn)品細(xì)度可通過(guò)調(diào)節(jié)分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速迅速改變，細(xì)度穩(wěn)定，粒實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 度均齊，有利于煅燒。 （ 5）工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、建筑面積小。立式磨集破碎、粉磨、烘干、選粉、輸送無(wú)道工序于一體，工藝簡(jiǎn)單、布局緊湊。 （ 6）噪音低、揚(yáng)塵少，操作環(huán)境 整潔立式摸的噪音僅為 80～ 85統(tǒng)在負(fù)壓下工作，無(wú)粉塵飛揚(yáng)，操作環(huán)境清潔。。 （ 7）研磨體消耗少，壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率高。由于立式磨輥套與襯板之間不直接接觸，磨損小，研磨體壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率高。 同時(shí)，磨機(jī)的控制系統(tǒng)也一直是人們所關(guān)心的問(wèn)題，隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用迅速發(fā)展，我國(guó)水泥工業(yè)自動(dòng)化程度正日益提高。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和各種新型儀表不斷的推廣使用，所以說(shuō)設(shè)計(jì)出一個(gè)比較好的控制系統(tǒng)也是提高水泥的生產(chǎn)質(zhì)量、效率的一個(gè)可靠的保證。本文以 89 轉(zhuǎn)換器、 立式中斷鍵盤(pán)、 晶顯示器、并擴(kuò)展 8255A 芯片作為控制單元共同組成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)不僅僅滿(mǎn)足于此立式磨的控制，還能對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制，此外本文還介紹了控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。 由于立式磨在粉磨機(jī)理上比球磨機(jī)有重大突破，而且它的控制系統(tǒng)也是處于領(lǐng)先地位，它可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行采集和控制，正因?yàn)橛羞@么多的優(yōu)點(diǎn)，所以此系統(tǒng)水泥工業(yè)節(jié)能降低、推動(dòng)粉磨技術(shù)的發(fā)展和重大的進(jìn)步有著極為重要的作用。 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 1 總體方案論證 (1) 磨盤(pán)及磨輥是立式磨最重要的部件之一 ,合理的磨盤(pán)形狀配以相適應(yīng)的磨輥 ,對(duì)提高粉磨效率、減少研磨體消耗有著極為重要的作用 選擇了一種具有兩個(gè)輥的輥式磨 ,磨盤(pán)為平面、磨輥為錐臺(tái)、磨輥軸與水平面呈15夾角 . (2) 立式磨的傳動(dòng)裝置安置在磨機(jī)的下部 ,它既要帶動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) ,還要承受磨盤(pán)、物料、磨輥的重量以及加壓裝置施加的碾磨壓力，是立式磨中最重要的部件之一。由于要承受很大的垂直壓力及沖擊載荷，所以傳動(dòng)裝置采用圓錐 (3) 加壓方式的確定 除擺輥外，所有型號(hào)的立式磨均有兩 種加壓方式，即彈簧加壓和液壓加壓。彈簧加壓有三個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)：第一，由于磨輥和襯板逐漸磨損，對(duì)物料的加壓逐漸減小，致使粉磨能力下降；第二，立式磨必須在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下起動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)動(dòng)力矩大，起動(dòng)困難；第三，彈簧的壓力不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)磨內(nèi)進(jìn)入較大的物料或鐵塊等雜物時(shí)，磨機(jī)會(huì)嚴(yán)重過(guò)載，不利于呆板權(quán)運(yùn)行。 隨著液壓技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)立式磨性能要求的提高，目前除大中型立式磨采用液壓加壓以外，小型的立式磨也采用液壓加壓，這重加壓方式解決了彈簧加壓的問(wèn)題，碾磨壓力穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，并且可以在運(yùn)行中進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)立式磨內(nèi)進(jìn)入鐵塊等 雜物時(shí)，磨輥可以跳起越過(guò)雜物，此時(shí)由于蓄能器的緩沖吸振作用使磨機(jī)不會(huì)過(guò)載，此外，用這種加壓方式還能很方便地抬起磨輥，使磨機(jī)能輕載或空載起動(dòng)。因此，此重立式磨也采用液壓方式提供碾磨壓力。 （ 4） 控制方式的確定 控制部份系統(tǒng)主要包括 A/位電路、存儲(chǔ)器和作為人機(jī)接口的鍵盤(pán)、顯示器等。 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 2 計(jì)算部分 立式磨設(shè)備的工藝參數(shù)與設(shè)備的性能有著密切的聯(lián)系，但各工藝參數(shù)之間又存在一定系，由于各種立式磨的結(jié)構(gòu)形式不一樣，各工藝參數(shù)之間的關(guān)系各不相同。迄今為止，國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有任何公司或制造廠商公開(kāi)有關(guān)的計(jì)算公式，所 以在設(shè)計(jì)時(shí)，主要通過(guò)類(lèi)比和統(tǒng)計(jì)資料確定各個(gè)工藝參數(shù)。 輥寬度的確定 在磨輥對(duì)物料施加的碾壓力以及磨輥直徑一定的情況下，磨輥越寬，單位面積上的壓力越小。不利于粉磨物料。磨輥越窄，對(duì)物料的壓強(qiáng)越大，碾壓過(guò)的物料細(xì)粉比例越大，但碾壓的物料總量少，而且磨損較大。所以選擇合適的磨輥寬度對(duì)提高粉磨效率、保證設(shè)備的使用壽命是非常重要的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料 慮到所設(shè)計(jì)的立式磨磨輥的形狀與 時(shí)考慮磨盤(pán)轉(zhuǎn)速等因素的影響，并考慮到磨損的均勻性，取該比值為 ： 機(jī)通風(fēng)量的確定 立式磨的通風(fēng)量一方面要考慮能將粉磨過(guò)的物料中的產(chǎn)品帶出機(jī)外，另一方面又要考慮到能將物料烘干到所要求的產(chǎn)品的水份。隨意，立式磨的通風(fēng)量與磨機(jī)產(chǎn)量、產(chǎn)品細(xì)度、入磨物料的水份、產(chǎn)品水份以及入磨風(fēng)溫有關(guān)。在入磨風(fēng)溫一定的情況下，若將入磨物料烘干到所要求的產(chǎn)品水份所需風(fēng)量大于粉磨輸送物料所需的風(fēng)量，則應(yīng)以烘干水份所需風(fēng)量作為磨機(jī)通風(fēng)量。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，立式磨的通風(fēng)量與產(chǎn)量之間有以下關(guān)系。 V=600~400 106?Q V— 磨機(jī)通風(fēng)量，（ 3m /h） Q— 磨機(jī)的產(chǎn)量，（ t/h） 盤(pán)轉(zhuǎn)速的確定 磨盤(pán)轉(zhuǎn)速是立式磨的一個(gè)主要參數(shù)，與其他結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定有著密切的聯(lián)系。機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 如碾磨的壓力，磨機(jī)的產(chǎn)量，傳動(dòng)功率，減速機(jī)的傳動(dòng)比等。不同形式的立式磨轉(zhuǎn)速均不相同，但物料要求有一定的離心力并且相等，即 F==m（2D） × （ 260n?） 2 式中： F— 物料受到的離心力 m— 物料的質(zhì)量 R— 碾磨軌跡半徑 D— 磨盤(pán)的直徑 N— 磨盤(pán)的轉(zhuǎn)速 從上可看出，在相同的離心力下，磨盤(pán)的轉(zhuǎn)速 n 與磨盤(pán)直徑 D 的負(fù) 次方成正比，但各種立式磨比例常數(shù)不一樣，根據(jù) 有關(guān)資料介紹 ,n= D ; :n= 據(jù)收集到的資料 ,立式磨磨盤(pán)轉(zhuǎn)速與磨盤(pán)直徑之間的關(guān)系大致為 : 所以此立式磨磨盤(pán)的轉(zhuǎn)速大致為 : n=mi n/ ?? ?? 輥的壓力的確定 研磨壓力的大小 ,直接影響磨機(jī)的產(chǎn)量和設(shè)備的性能 則不能壓碎物料、粉磨效率低、產(chǎn)量小、吐渣也大。壓力大、產(chǎn)量高主電機(jī)功率消耗也增大，輥套和襯板的磨損也增大。因此，研磨壓力是立式磨非常重要的參數(shù)之一，確定其大小時(shí)既要考慮 所要粉磨的物料性 能，又要考慮單位產(chǎn)品電耗，磨耗等諸多因素。 由于輥磨的擠壓方式?jīng)Q定了其料床的被擠壓區(qū)內(nèi)無(wú)論沿磨輥的周向還是沿磨實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 輥的軸向的壓力分布都是不均勻的，存在壓力分布梯度、（如下圖），且這種壓力分布梯度是隨磨輥的結(jié)構(gòu)絕對(duì)尺寸及輥徑與輥寬的比值而變化。 假設(shè)每個(gè)磨輥的總的施加壓力 F，那么作用于料床的被擠壓區(qū)的單位面積內(nèi)沿磨輥周向的平均壓力為： 2F÷ （ ? D ） 令：）（ ??并把P 2， 假設(shè)作用于料床的被擠壓區(qū)的單位面積內(nèi)沿磨輥軸向的最大壓力 ，P ?從以上的幾個(gè)公式可得： ?ax P ?，將 ? 值代入上式得： P ）（， 35~29實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：雖然輥磨的工作壓力越大，其消耗的功率就越多， 產(chǎn)量也就越高，但是為了保證實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中磨輥與磨盤(pán)中受擠呀壓的料床不失穩(wěn)，保證輥磨能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，對(duì)于生料磨其研磨輥軸向的最大壓力 30名義壓力 以我們?nèi)?和磨輥的直徑，然后在根據(jù)磨盤(pán)直徑可得出：F= ???????輥徑和輥寬和角度都是已知的，然后在根據(jù) ? 30械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 需功率的確定 設(shè)計(jì)一臺(tái)輥磨時(shí)，不僅需要考慮到生產(chǎn)工藝上如喂料粒度等方面的要求，而且還需要考慮到具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)等因素，那么磨輥的名義直徑 輥的名義寬度 輥的個(gè)數(shù) 考慮到 ? 和 磨消耗的凈功率 其磨盤(pán)名義直徑 ： 52。K ?那么輥磨的裝機(jī)功率為： 52。?? 壓缸的確定 根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算：?? ??0? 然后再根據(jù)活塞桿直徑和缸徑的比例關(guān)系如下圖所示： ? 缸 徑 32 40 50 63 80 90 100 110 125 10 12 16 20 22 25 28 32 0 12 16 20 25 28 32 36 40 4 18 22 28 36 40 45 50 56 6 20 25 32 40 45 50 56 63 8 22 28 36 45 50 56 63 70 0 25 32 40 50 56 63 70 80 2 22 28 36 45 56 63 70 80 90 5 32 40 50 63 70 80 90 100 5 45 56 70 80 90 100 110 即可選出一個(gè)缸徑，考慮到經(jīng)濟(jì)和其他方面的的問(wèn)題，此次設(shè) 計(jì)選了缸徑為 63。 缸的厚度為： h=y）（ 0][ ????? h=y 1010631 0006363 ?????）（實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3 設(shè)計(jì)部分 在前面確定了減速機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為圓錐 確定了用滾子軸承受磨輥的碾磨壓力以及磨盤(pán)和物料的重量，具體設(shè)計(jì)如下 : 設(shè)計(jì)條件 : (1)傳遞功率 :2)入軸轉(zhuǎn)速 :960r/3)輸出轉(zhuǎn)速 :87r/4)減速機(jī) 24 小時(shí)連續(xù)工作 ,負(fù)荷具有中等沖擊 ,動(dòng)荷系數(shù)為 5)減速機(jī)齒輪及軸承采用噴油浸油潤(rùn)滑 (6)壽命 :＞ 50000 小時(shí) 根據(jù)設(shè)計(jì)條件的參數(shù)加上上面計(jì)算所得的公比選擇了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的減速機(jī)。 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)選定的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了具有液壓加壓、緩沖吸振以及安全保障功能的液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)有電動(dòng)機(jī)、油泵、濾油器、溢流閥、電磁換向閥、液控單向閥、電接點(diǎn)壓力表、壓力變送器、油缸、蓄能器、球心截止閥等組成。在 磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可利用液壓系統(tǒng)對(duì)油缸左腔沖油，使磨輥抬起，以便磨機(jī)輕載起動(dòng)。磨機(jī)起動(dòng)完畢后，開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)給油缸腔充油，對(duì)物料施加粉磨壓力，一旦達(dá)到所要求的壓力，則油泵電機(jī)停止工作，液控單向閥對(duì)系統(tǒng)保壓，蓄能器起緩沖、吸振作用使油泵以及系統(tǒng)不會(huì)因過(guò)載而造成損壞。 需檢修、更換磨輥輥套時(shí)，可對(duì)油缸左腔沖油，使磨輥翻出機(jī)外達(dá)到所需要的檢修位置，然后關(guān)閉球芯截止閥，磨輥就會(huì)停留在該位置上，即可進(jìn)行檢修、更換。檢修、更換完畢后。檢修、維護(hù)十分方便。 由于立式磨加壓系統(tǒng)對(duì)加壓速度、翻滾速度沒(méi)有要求，且工作時(shí)間短，所以就選擇了高壓、低流量齒輪油泵。根據(jù)磨輥的質(zhì)量和其在翻滾過(guò)程中的幾何位置關(guān)系、以及行程，確定了其安裝位置。液壓系統(tǒng)的一些元件均采用標(biāo)準(zhǔn)件，以利于保證質(zhì)量、降低造價(jià)以及維護(hù)、保養(yǎng)。 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 為使立式磨能夠安全、可靠的運(yùn)行，除立式磨粉磨系統(tǒng)需要檢測(cè)、控制系統(tǒng)外，該立式磨主機(jī)設(shè)置了以下檢測(cè)、控制內(nèi)容。 （ 1）振動(dòng)指示、記錄、報(bào)警、停機(jī)。立式磨在工作過(guò)程中可能發(fā)生斷料和喂料過(guò)多引起磨機(jī)振動(dòng)速度應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)，當(dāng)超過(guò)一定值時(shí)則報(bào)警，超過(guò)允許振動(dòng)的最大值時(shí)停主電機(jī)。采用廁振傳感器配帶上下觸點(diǎn)的顯示 儀表則可實(shí)現(xiàn)該功能。 （ 2）加壓壓力指示、報(bào)警。為使立式磨經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行，磨輥加壓壓力必須控制在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)生意外情況該壓力超過(guò)允許的最高壓力時(shí)，則報(bào)警，提示操作者處理。 （ 3）入磨熱風(fēng)溫度指示、報(bào)警。入磨熱風(fēng)溫度必須控制，以保證設(shè)備零、部件正常工作，當(dāng)超過(guò)允許的上限值時(shí)則報(bào)警。 （ 4）減速機(jī)供油壓力指示、報(bào)警、停機(jī)。減速機(jī)的齒輪采用噴油潤(rùn)滑，供油必須具有一定才能保證齒輪副潤(rùn)滑良好，因此設(shè)計(jì)該檢測(cè)系數(shù)，當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)壓力低于保證潤(rùn)滑最低壓力時(shí)，發(fā)出停機(jī)信號(hào)，使主電機(jī)停機(jī)，確保 減速機(jī)的安全。 （ 5）潤(rùn)滑油供油溫度指示、報(bào)警、停機(jī)。為了使減速機(jī)的軸承和齒輪副得到良好的潤(rùn)滑和冷卻，除要求有一定的供油壓力外，還必須將供油的溫度控制在一定范圍內(nèi)，當(dāng)供油溫度超過(guò)設(shè)定的控制值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。達(dá)危險(xiǎn)油時(shí)發(fā)出停機(jī)信號(hào)。 （ 6）主電機(jī)電流指示。主電機(jī)電流反映了立式磨的工作狀況，操作者能夠根據(jù)主電機(jī)電流調(diào)節(jié)加壓系統(tǒng)壓力，使立式磨在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。 （ 7）分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速指示、控制。分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是保證產(chǎn)品細(xì)度的重要參數(shù)之一，為使立式磨能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須具有顯示和控制裝置。采用調(diào) 速電機(jī)、調(diào)速器即可實(shí)現(xiàn)。 立式磨的研磨元件是磨輥輥套和磨盤(pán)襯板，特別是輥套不僅受到高速氣流和物流的沖刷作用。因此不僅要求材料具有很高的硬度以防表面接觸磨損，同時(shí)要求具有一定的沖擊韌性，防止表面受到的剪切力使材料呈微粒狀剝落。 國(guó)外立式磨制造長(zhǎng)曾經(jīng)使用過(guò)高錳鋼、冷激白口鑄鐵、制造立式磨輥套和磨盤(pán)襯板。特別是鎳硬的材料耐磨性能比較好，在各種立式磨上應(yīng)用廣泛。近幾年，國(guó)外又研制出一種新的耐磨材料 — 高鉻鑄鐵，起耐磨性能是鎳硬 左實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 右，從而得到了廣泛 的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查和研究，并隊(duì)其各種材料的價(jià)格等多方面的比較分析，選擇了性能較好，價(jià)格適中，供貨渠道較廣的高鉻鑄鐵作耐磨材料。同時(shí)在加工的同時(shí)采用了新的加工方法，以保證制造質(zhì)量，縮短更換時(shí)間、延長(zhǎng)使用壽命，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率 在現(xiàn)在的控制的系統(tǒng)中單片機(jī)控制的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它的整個(gè)系統(tǒng)包括：A/據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、 盤(pán)、復(fù)位電路、8255框圖如下： 圖 4 控制系統(tǒng)總框圖 單片機(jī)是以 51 系列 單片機(jī)為主。 在眾多的 51系列單片機(jī)中，要算 司的 實(shí)用，因 為它 不但和 8051 指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的4K 程序存儲(chǔ)器是 藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶(hù)可以用 電的方式 瞬間 擦除、改寫(xiě) ，一般專(zhuān)為 的 編程器 均帶有這些功能。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。寫(xiě)入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保 護(hù)了你的勞動(dòng)成果 。 A/D、 D/備等檢測(cè)與控制裝 置中應(yīng)用比較廣泛的器件。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，各種高精度、低功耗、可編程、低成本的 A/得微機(jī)控制系統(tǒng)的電路更加簡(jiǎn)潔，可靠性更高。 外圍電路的連線簡(jiǎn)單，三個(gè)控制輸入端為 選 )、輸入 /輸出時(shí)鐘 (I/O 及串行數(shù)據(jù)輸入端 (片內(nèi)的 14通道多路器可以選擇 11 個(gè)輸入中的任何一個(gè)或 3 個(gè)內(nèi)部自測(cè)試電壓中的一個(gè)，采樣－保持是自動(dòng)的，轉(zhuǎn)換結(jié)束， ●11 個(gè)模擬輸入通道； 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 ●66 ● 最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 10μs ； ●行接口； ● 線性度誤差最大為 ±1 ● 低供電電流 (1； ● 掉電模式電流為 4μA 。 擬輸入端，由內(nèi)部多路器選擇。對(duì) ，驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于 50Ω ； 選端， 高到低變化將復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器，并控制和使能 I/O 低到高的變化將在一個(gè)設(shè)置時(shí)間內(nèi)禁止 ； 行數(shù)據(jù)輸入端，串行數(shù)據(jù)以 ，用來(lái)選擇下一個(gè)要轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)或測(cè)試電壓，之后 I/O A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端，在 引腳處于高阻狀態(tài)；當(dāng) 引腳由前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的 換結(jié)束端。在最后的 I/O 源正端、地； 正、負(fù)基準(zhǔn)電壓端。通常 大輸入電壓范圍取決于兩端電壓差； I/O 鐘輸入 /輸出端。 次轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送使用 16 個(gè)時(shí)鐘周期，且在每次傳送周期之間插入 在 S 變低時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)換和傳送過(guò)程， I/O 個(gè)上升沿將8 個(gè)輸入數(shù)據(jù)位鍵入輸入數(shù)據(jù)寄存器，同時(shí)它將前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的其余 11 位移出 I/O 變化。當(dāng) I/O 由于 51系列單片機(jī)不具有 了便于與 用軟件合成 減少數(shù)據(jù)傳送速受微處理器的時(shí)鐘頻率的影響，盡可能選用較高時(shí)鐘頻率。。 I/O 時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入、片選信號(hào)由 供，轉(zhuǎn)換結(jié)果由 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得 到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 字符型液晶模塊是一種用 5陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為1行 16個(gè)字、 2行 16個(gè)字、 2行 20個(gè)字等等，這里以常用的 2行 16個(gè)字的 此處 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14腳接口，其中 地電源， 5V 正電源， 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 讀寫(xiě)信號(hào)線， 高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng) 低電平 晶模塊執(zhí)行命令。 7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線 8255A 具有 24 條輸入 /輸出引腳、可編程的通用并行輸入 /輸出接口電路。它是一片使用單一 +50腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。 8255A 的通用性強(qiáng)，使用靈活，通過(guò)它 8255輸出通道：通道 A、通道 B、通道 C。 8255 數(shù)據(jù)端口 A、 B、 C； 組控制；讀 /寫(xiě)控制邏輯電路；數(shù)據(jù)總線緩沖器。 端口 A： 包括一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器，可作為數(shù)據(jù)輸入或輸出端口， 并工作于三種方式中的任何一種。 端口 B： 包括一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器，可作為數(shù)據(jù)輸入或輸出端口， 但不能工作于方式 2。 端口 C： 包括一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器， 可在方式字控制下分為兩個(gè) 4位的端口（ 每個(gè) 4位端口都有 4 位的鎖存器， 用來(lái)配合端口 A 與端口 B 鎖存輸出控制信號(hào)和輸入狀態(tài)信號(hào)，不能工作于方式 1或 2。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)由于受到各種干擾而不能可靠上電復(fù)位，甚至在程序運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)死機(jī)是普遍存在的問(wèn)題。目前單片機(jī)廣泛應(yīng)用于家用電器、汽車(chē)電控、工業(yè)自動(dòng)化控制等系統(tǒng)中，單片機(jī)能否可靠上電復(fù)位和如何有效對(duì)程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，關(guān)系到單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗。 菱、東芝等許多公司為提高單片機(jī)運(yùn)行的可靠性，相繼開(kāi)發(fā)了內(nèi)置有電壓檢測(cè)和看門(mén)狗定時(shí)器功 能的單片機(jī)。但在我們實(shí)際使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)這些內(nèi)置的功能并不理想。尤其在電源電壓波動(dòng)比較大和電源開(kāi)關(guān)比較頻繁的場(chǎng)合，往往不能可靠上電復(fù)位甚至出現(xiàn)死機(jī)。保證單片機(jī)可靠上電復(fù)位，以及對(duì)程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 特別是對(duì) 51 系列內(nèi)部沒(méi)有看門(mén)狗定時(shí)器的單片機(jī)顯得尤為重要。復(fù)位電路，它既能保證單片機(jī)系統(tǒng)在上電時(shí)產(chǎn)生可靠的復(fù)位脈沖，又能在單片機(jī)死機(jī)時(shí)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。 門(mén)狗定時(shí)器，電壓監(jiān)控和 合在單 封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)成本并 減少了對(duì)電路板空間的要求。 看門(mén)狗定時(shí)器對(duì)微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)鼓掌時(shí)，在可選的超時(shí)周期之后， 門(mén)狗將以 號(hào)作出響應(yīng)。用戶(hù)可從三個(gè)預(yù)制的植中選擇此周期。一旦選定，即使在電源周期變化之后，此周期也不改變。 利用 測(cè)電路，可以保護(hù)系統(tǒng)使之免受低電壓狀況的影響。當(dāng) 統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位一直確保到 它的引腳包括以下幾個(gè)： 1 串行輸出（ 是推動(dòng)串行數(shù)據(jù)輸出引腳。在讀周期內(nèi)，數(shù)據(jù)在此引腳上移出，數(shù)據(jù)由串行 時(shí)鐘的下降沿同步輸出。 2 串行輸入（ 是串行數(shù)據(jù)輸入引腳。所有操作碼，字節(jié)地址以及寫(xiě)入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)在此引腳上輸入。數(shù)據(jù)由串行時(shí)鐘上升沿鎖存。 3 串行時(shí)鐘（ 它的控制用于數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出的串行總線定時(shí)。操作碼，地址或出現(xiàn) 腳上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘輸入的下降沿之后發(fā)生改變。 4 芯片選擇（ 當(dāng) 高電平時(shí)， 被選擇， 出引腳處于高電阻狀態(tài)，除非內(nèi)部寫(xiě)操作正在進(jìn)行，負(fù)則 處于備用電源方式。 25045 工作， 把它置于工作電源方式 . 5 寫(xiě)保護(hù) (當(dāng) 低電平時(shí) ,非易失性寫(xiě)操作被禁止 ,但是器件的其它功能仍正常 所有的功能都正常 . 6 復(fù)位 ( 高電平有效。只要 降至低于最小變?yōu)楦唠娖健? 工作原理： 括一個(gè) 8位指令寄存器。它可以通過(guò) 據(jù)在 上升沿由時(shí)鐘同步輸入。在整個(gè)工作期內(nèi)， 須是低電平且 視總線，如果在預(yù)置的時(shí)間周期內(nèi)沒(méi)有總線的活動(dòng)，那么它將提供 鍵盤(pán)是一組按鍵的集合。按鍵是一種按壓式或接觸式常開(kāi)型按紐開(kāi)關(guān)。平時(shí)按鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)為按壓式或接觸式按鍵時(shí)，兩個(gè)觸點(diǎn)才處于閉合連接狀態(tài)。鍵盤(pán)接口與鍵盤(pán)程序的根本任務(wù)就是要檢測(cè)有沒(méi)有鍵按下？按下的是哪個(gè)位置的鍵？這個(gè)鍵的鍵值是多少？為了讓 常將按鍵開(kāi)關(guān)的一個(gè)觸點(diǎn)通過(guò)一個(gè)電阻接 +5一個(gè)觸點(diǎn)接地或低電平。 獨(dú)立式鍵盤(pán)的特點(diǎn)：各按鍵相互獨(dú)立，有個(gè)按鍵的“按零端”均接地，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 按鍵的“測(cè)試端”各接一根入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其 它輸入線上的工作狀態(tài)。這樣，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易地判斷哪個(gè)按鍵被按下了，因此操作速度高，而且軟件結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，所以，此處就采用了獨(dú)立式中斷鍵盤(pán)。 89 I/O 接口直接接口 ,它的內(nèi)部有復(fù)位電路 ,能進(jìn)行上電復(fù)位 F 為 1,在電源電壓 后 ,此狀態(tài)可維持 10位執(zhí)行以下命令 : 1， 清除顯示 2， 功能位置， ，為 8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度接口； N=0，單位顯示； F=0，為 5× 7電陣字符等； 3， 開(kāi) /關(guān)顯示， D=0，關(guān)顯示， C=0，關(guān)光標(biāo)； B=0，關(guān)閉爍功能； 4， 進(jìn)入方式設(shè)置， I/的 ，地址采用遞增方式； S=0，關(guān)顯示移動(dòng)功能。 各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)如下： A/ 設(shè)通道 /方式控制字存放在 序在讀出前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的同時(shí)，將該通道/方式控制字發(fā)送到 去，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在相鄰地址的存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器地址從 30H～ 45H，且高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。 00H P，＃ 50H ；堆棧指針初始化 1，＃ 04H ； ， B ；如果 為 1，先做低字節(jié) 5，＃ 08 ， ；數(shù)據(jù)位讀入進(jìn)位位 C ；輸出方式 /通道位 ；產(chǎn)生 I/5， ；輸入 /輸出另一位 2， A ；高字節(jié)送入 械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 ， B 5，＃ 08 ， C 5， 3， A ， B ， ，＃ 0 ，＃ 02 B ，＃ 030H 1， A ， A 1 ， A 位電路（可編程看門(mén)狗）的程序： I O 0000H 1,#0P,#60H 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 A,#1 A,#08 A,#45 A,#06 4 4 1R ,#00H 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 30H S ， 1R 2 ＠003R， 3R， #10H 1R ， #0 0R， #30H A， #02 A， A， ＠00020 3R， R #4/#10H 0R， #40H ， #03H A， #00 ＠0R， A 04R ， R ， #8 A 2R ， #8000H A， #0H ＠ A 械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 A， #0A#30H ＠ A A， #0＠ A A， #06H ＠ A #A， #43H ＠ A A， #53H ＠ A A#26H ＠ A A， #53H ＠ A #8000H A， #0＠ A #A， #39H ＠ A A， #32H ＠ A A， #32H 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 ＠ A A #8000H A， ＠ B A 盤(pán)的程序清單： A,#0 00 0: 1 A,30H A,#04H,30H,#0 30H 1: 2 A,#1 2: 3 A,#2 3: ,#3 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 3 A,30H 9 30H C A,#12 @A # 5: 0A,A A,#06: 0A,A A,#0驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 4 結(jié)論 本文主要研究了 壓系統(tǒng)以及它的測(cè)控位置。經(jīng)過(guò)此次的改進(jìn)和完善， 立式磨具有效力高、電耗低、烘干能力大，產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、粒度均勻、化學(xué)成份容易控制、噪音 低、磨損小、揚(yáng)塵少、系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、投資省等優(yōu)點(diǎn) 1. 將四個(gè)排渣口改為一個(gè)，便于用戶(hù)處理吐渣。 2. 將動(dòng)臂和搖臂改為體整鑄造，減少機(jī)械加工難度。確保加工制造質(zhì)量。 3. 提高傳動(dòng)功率、充分發(fā)揮設(shè)備潛力。 控制系統(tǒng)不僅滿(mǎn)足此立式磨的要求，同時(shí)也可對(duì)多路模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和控制。具有廣普的應(yīng)用性。 當(dāng)然 ,設(shè)計(jì)過(guò)程中也有一些考慮欠缺的地方 ,我們會(huì)在今后的設(shè)計(jì)中不斷改進(jìn)和完善 ,進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能 . 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 致 謝 從三月底我們就進(jìn)入畢業(yè) 設(shè)計(jì)階段 ,首先的一段時(shí)間 ,我們熟悉了課題 ,并收集了一些必要的參考資料 ,后來(lái)又分別到江動(dòng)集團(tuán)、紅旗機(jī)床廠、鹽城機(jī)床廠進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)。四月二十日左右我們便正式開(kāi)始了我們的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的艱苦工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)即將順利完成。 回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深刻領(lǐng)悟到“溫故而知新”的道理，重新學(xué)到了很多的知識(shí)，更加系統(tǒng)的掌握了畫(huà)圖的技能和技巧。學(xué)會(huì)了有關(guān)的資料手冊(cè)，而且也深刻地體會(huì)到了設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮周全細(xì)致，謹(jǐn)慎小心，循序漸進(jìn)的原則，耐心計(jì)算，及時(shí)查閱資料，隨時(shí)向老師請(qǐng)教。只有這樣才能設(shè)計(jì)得到一個(gè)圓滿(mǎn)的結(jié)果，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中滲進(jìn)一些創(chuàng)新思想，隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行優(yōu)化，這樣在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的困難是可想而知的?！皶?shū)到用時(shí)方恨少”，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們也深刻的感受到了自己掌握知識(shí)有限，我們必須在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷地學(xué)習(xí)知識(shí)，充實(shí)大腦，才能適應(yīng)今后的工作生活。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了倪文龍和盧文華老師的悉心指導(dǎo)。以及系領(lǐng)導(dǎo)和其他老師的關(guān)心和幫助，在此致以深深的謝意！同時(shí)，設(shè)計(jì)小組其他成員在設(shè)計(jì)中團(tuán)結(jié)合作、互相幫助，這也是設(shè)計(jì)得以順利完成的可靠的保證。在此，我也向他們致謝。 短暫 的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，大學(xué)生活也畫(huà)上了圓滿(mǎn)的句號(hào)。離別之時(shí)，既感傷又高興，感傷的即將和生活多年的同學(xué)、老師分別。值得高興的是，雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)不夠完美，但畢竟是自己的心血完成的任務(wù)。并掌握鞏固了知識(shí)，我想這次設(shè)計(jì)必將給我留下深刻的記憶，對(duì)我今后的工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 實(shí)驗(yàn)室立磨及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) 水泥廠破碎粉磨系統(tǒng)新技術(shù)文集 水泥工業(yè)粉磨工業(yè)技術(shù) 國(guó)建材工業(yè)出版社 水泥粉磨工藝新技術(shù)文集 2002 民 北京：北航出版社 北京：北航出版社 單片機(jī)微機(jī)原理及應(yīng)用 械工業(yè)出版社 . 徐灝 機(jī)械工業(yè)出版社 國(guó)家建材局技術(shù)情報(bào)研究所 朱福元 寧夏人民出版社 許林發(fā) 武漢工業(yè)大學(xué)出版社 國(guó)家建 材局合肥水泥研究設(shè)計(jì)院