《流浆箱开口度测量装置设计与开发毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流浆箱开口度测量装置设计与开发毕业设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、二 一 三 届 毕 业 论 文 流浆箱开口度测量装置设计与开发学 院：电子与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化姓 名：杜旭学 号：3204090101指导教师：段晨东完成时间：2013.6.5二一三年六月摘 要本设计是基于单片机的流浆箱开口度测量装置。对于该设计，从分析流浆箱开口度测量的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计,设计一种能够对流浆箱开口度进行自动测量和显示的装置。该装置系统由金属探针，检测采集电路、信号驱动放大电路和数码显示电路等部分组成。同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。该装置能实现对流浆箱开口度的测量，并在数码管上进行
2、显示。该设计介绍了电路的接口原理图，给出相应的软件设计流程图和C语言程序，并用Proteus软件进行仿真。它能对流浆箱开口度进行实时显示，工作人员通过显示结果可以对流浆箱进行调节。该装置具有结构简单，制造成本低，灵敏度高的特点，是用于小型造纸厂的理想设备。实验结果表明：该系统具有良好的检测控制功能和实际应用意义。 关键词：单片机,流浆箱开口度,测量,Proteus仿真ABSTRACTThis design is a measuring device for headbox opening based on MCU. For this design , we start from the ana
3、lysis of the measure of headbox opening principle and methods of design, mainly based on MCU hardware and language programming, achieve a device that can measure the opening of headbox automatically and display it. The device system consists of metal probe, detection-cquisition circuit , signal driv
4、er amplifier circuit and digital display components. Meanwhile exposits various parts of the details gives the main flow chart and software design procedures.The device is able to measure the opening of headbox and displaye on the digitalThe design presented interface circuit schematics, given the a
5、ppropriate software design flow and C language programming, and use Proteus software simulation. It can display the opening of headbox of real-time. Staff can adjuste the headbox by the showing results. The device has a simple structure, low cost and high sensitivity, and it is the ideal equipment f
6、or small mills. Experimental result shows that the system has good detection control function and practical significance.KEY WORDS：chip micro-computer, headbox opening, measuring， Proteus simulation目录第一章 概述11.1 流浆箱的起源与发展11.2 流浆箱开口度11.3 微控制器在工业中的应用以及发展前景21.4流浆箱的发展现状41.4.1 国外流浆箱发展情况41.4.2 国内流浆箱发展情况51.
7、5 论文研究的主要内容6第一章 概述1.1 流浆箱的起源与发展流浆箱（headbox）是现代纸机的关键部位。其结构和性能对纸页的形成和纸张的质量具有决定性作用。流浆箱可以分为敞开式流浆箱，气垫式流浆箱，水力式流浆箱三类。最早使用的流浆箱是翻浆闸板敞开式流浆箱，产生于1804 年Fourdrinier 兄弟发明长网纸机之前。它结构和形式比较简单，技术要求不高，只能适用于低速纸机，且匀浆效果差。随着造纸机车速的提高，要求堰池内纸料的形成的静压头必须与车速的平方关系增加，因而当造纸机车速提高时，所要求的静压头必须增加。在较高车速下，若采用敞开式流浆箱，其不论在体积、高度、结构、和重量方面均变得很大和
8、比较复杂。而且对堰池内如此大体积的纸料进行高效布浆、整流和分散纤维以提供高质量的上网喷射纸料流是不可能的。为了解决这一问题，20 世纪40 年代后期研究开发了封闭（气垫）式流浆箱。20 世纪70 年代以后，研制开发的气垫流浆箱吸收了一些流浆箱设计的优点，采用一些流浆箱新技术，如锥形布浆总管、水力布浆整流元件、消除泡沫溢流、优化上下唇板结构等，在性能上有较大提高，因而还较广泛的用于中速长网造纸机和夹网造纸机。20 世纪70 代以来，为了适应新型多层成形技术发展的需要，研究开发了多层水力式流浆箱。多层水力流浆箱是多流道的满流式水力流浆箱。目前多层水力式流浆箱不但可以用于纸板的生产，而且还可以用于薄
9、页纸和高级纸的生产，对于改进纸张质量，合理使用纤维原料起到很好的作用，因此多层水力流浆箱有很好的发展前景。目前已研究开发了多种结构的多层水力式流浆箱。20 世纪90 年代以来，在流浆箱共性技术方面，流浆箱稀释水浓度控制调节技术的研究和开发是一项重大的成果和进展。流浆箱采用稀释水浓度控制调节技术，在堰板调节所带来的偏流和横流等问题。目前已开发了几种系统，新设计的流浆箱多采用这项技术。今后，流浆箱的设计将会朝着以下的趋势继续发展：(1) 通过调节纸浆浓度控制全幅横向定量。20 世纪90 年代最引人注目的新技术是全幅横向定量控制器。与传统流浆箱的唇板弯曲调节方法相比，它既能有效调节全幅横向定量的均匀
10、一致，又能保持全幅纤维定向均匀一致,是更好的定量控制方法。(2) 向着适应各种成形器的方向发展。在现有纸机改造中，保留原有机体而在网部改动已成为一种趋势。由于不同的成形器对流浆箱有不同的要求，因此流浆箱必须设计成能适应各种成形器。(3) 向着调节更精确、控制更完善的方向发展。(4) 进一步发展具有特殊性能的流浆箱，如多层流浆箱等。1.2流浆箱开口度作为纸机高效运行的关键是：有全幅均一定量和良好的匀度，横幅和纵向定量可通过扫描仪检测出来，通过观察检测出来的曲线就能知道定量均一和稳定。另一方面,纸张各种物理性能跟匀度有很大关系,匀度不好,不仅影响了纸张的物理性能,也影响了外观,最终影响成纸的使用。
11、而流浆箱的操作条件变化是匀度好坏的关键,流浆箱开口度是影响匀度的重要因素。流浆箱开口度大,流浆箱内浆料浓度低,纤维需絮聚时间长,当浆料在网上成形时,容易形成纤维分布均一,成形良好的纸页,整个纸页分布着细小的絮凝块,当然，流浆箱内浆料浓度不能太低,超过网案处理水量的能力,同时随着唇板和流量的增加,流浆箱出中浆流稳定性降低,结果易产生浆道,恶化匀度,小线加长,进入压榨含水量高,容易断纸,影响纸机的运行稳定性,另一方面保留率和层间结合力下降,目前维美得纸机的浓度一般为:面层0.25%芯层0.5%底层0.65%1.3 微控制器在工业中的应用以及发展前景单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微
12、型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管 理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 20世纪80年代初，Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O口功能，系统扩展方面都有了很大的提高。数字单
13、片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就三个方面说明单片机的技术进步状况。1、内部结构的进步单片机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D /A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等。有的单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN。2、功耗、封装及电源电压的进步现在新的单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，
14、睡眠，空闲，节电等工作方式。现在单片机的封装水平已大大提高，随着贴片工艺的出现，单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现，以大量减少体积。3、工艺上的进步现在的单片机基本上采用CMOS技术，但已经大多数采用了0.6m以上的光刻工艺，有个别的公司，如Motorola公司则已采用0.35m甚至是0.25m技术。这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和可靠性。 在单片机应用中，可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术，这些新技术表现在如下几点：（1）EFT（Electrical
15、 Fast Transient）技术（2）低噪声布线技术及驱动技术 （3）采用低频时钟单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：（1）可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向（2）所集成的部件越来越多；NS（美国国家半导体）公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能了；如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。（3）功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步，最终人们可能发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨认。1.4流浆箱的发展现状1.4.1 国外流浆箱发展情况流浆箱被誉为造纸机的心脏，是造纸机的关键部件，是连接流送与成形两部分的枢纽，也是造纸机上发展最快的部件之一。在国际上已有诸如Voith、Metso、GLV、KADANT 等制造及相关自动化企业。流浆箱的功能, 概括地说, 就是沿着造纸机的幅宽方向以一定的喷射角度向网部喷射出纸机抄造工艺所需的均匀一致的一定压力、速度、流量且内部纤维尽
