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        旋風預熱器教研平臺的設計與實現

        作者: 時間:2010-07-27 來源:網絡 收藏
        0 引言
        預熱器是由筒和連接管道組成的熱交換器,廣泛應用于新型水泥生產工藝中。它利用水泥回轉窯高溫尾氣來加熱水泥生料,兼有預熱分解,提高產品質量與節能環保諸多功效。預熱器空間內存在復雜的流體動力和熱交換過程,這使其成為一個很好的研究對象[1][2]。我們截取實際工程中的五級旋風筒的第一級原型按比例縮小,并針對綜合教學實踐和科研的需要做了一些改進,構造出一個完整、開放的。整個系統由旋風預熱筒設備、單片機控制系統、調速風機及電加熱等執行裝置及其上位機管理系統組成,本文對其各組成部分的軟硬件進行了闡述,對其技術特點做了詳細說明,最后給出了基于該的若干成果。
        1 系統的組成
        整個教研系統由旋風預熱筒設備、單片機控制系統、調速風機及電加熱等執行裝置及其上位機管理系統組成。旋風預熱設備可近似視為底部為錐形,上部為圓柱形的連接體,與實際工程旋風預熱筒一致。整個設備由透明有機塑料制成便于試驗觀測,圓柱形管壁分層分布有諸多小孔,可將根據實驗需求可將各類傳感器裝配其上。調速風機出口通過風管與錐形底部連接,同時在風管處設有電加絲。這些系統中的電信號都接入單片機系統。單片機控制系統是旋風預熱教研平臺的核心,其硬件框圖如圖1所示。
        大體數據流程為各類傳感器信號讀入到ADUC841內并在存儲器內暫存,同時將信息顯示在LCD上。然后通過串口上行將數據上傳到上位PC機。同時上位機將控制信息通過串口下行發送到AT89C051,它與同步、檢測、技術電路相配合來觸發可控硅控制電機轉速。
        老師希望我們在平臺的制作過程中多多動手實踐,故在平臺時所采用的軟硬件技術起點基本在本科生能力范圍內。

        2 單片機控制系統
        2.1 ADuC841外圍電路
        整個系統由ADUC841微控制器 [3][4]、LCD顯示電路、DAC輸出電路、ADC采集電路、 RS232通信電路等組成。主要對旋風筒內的溫度,壓力、空氣流量等信號進行實時檢測、并將數據與上傳PC機的等功能。下圖為ADUC841的接線圖。從圖上可看到總線連接方案為:采用線選方式與高密度存儲芯片62256接駁,即 P0作為地址線時首先接到八進制三態鎖存器 74HC573再連接到 62256RAM的低8位地址線上, P2.0-P2.6直接與 62256RAM的高7位地址線相連,同時P2.7連接片選信號以其 0000H- 7FFFFH空間的訪問。與 LCD及其MAX485的接駁則采用全譯碼方式,P2口的4,5,6腳作地址線時接到 74LS138的ABC上,譯碼后用來控制液晶顯示器顯示與串口通訊。P0口的作數據線時直接和 RAM與LCD的數據線連接。


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