數(shù)控電解機床電解液輸送裝置系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　特種加工技術(shù)屬于機械制造學(xué)科的科研前沿。電解加工是特種加工技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一尤其適合于難加工材料、形狀復(fù)雜或薄壁零件的加工。</p><p>　　加工時，工件為陽極，接電源正極；工具為陰極，接電源負極，極間通以5~24V的直流電，同時保持一定的加工間隙，間隙內(nèi)流過具有一定壓力（0.5~2MP

2、a）的電解液(一般為中性鹽的水溶液，常用的為NaCl或NaNO3水溶液)，陽極逐漸溶解，電解產(chǎn)物被高速（5~50m/s）電解液帶走。如果工件初始形狀與工具陰極形狀不同，則工件上各點距離工具陰極型面的距離不同，相應(yīng)地，各點的電流密度（一般為10~500A/cm2）也不同。距離近的位置，相應(yīng)的電流密度相對較大，陽極溶解速度快；反之，距離遠的位置，電流密度小，相應(yīng)的電流密度相對較小，陽極溶解速度慢。經(jīng)過一段時間的電化學(xué)溶解，工件表面形成與陰極

3、工作面基本相似的形狀。</p><p>　　電解加工以其加工速度快，表面質(zhì)量好，不怕材料強、硬、韌，無宏觀機械切削力，工具陰極無損耗，可用同一個成型陰極作單方向送進而成批加工復(fù)雜型腔、型面、型孔等優(yōu)點，20世紀(jì)60年代初，首先在炮管膛線和航空發(fā)動機渦輪葉片的加工中得到應(yīng)用；其后又逐漸擴大應(yīng)用于加工鍛模型腔、深孔、小孔、長鍵槽、等截面葉片整體葉輪以及去毛刺等，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果。70年代以后，雖然其應(yīng)用范圍有

4、所減小，但應(yīng)用要求更高且在某些新的領(lǐng)域又得到新的應(yīng)用。</p><p>　　電解加工設(shè)備是一個完整的配套系統(tǒng)，由機床、電源、輸液系統(tǒng)、以及控制系統(tǒng)四大部分組成。</p><p>　　本文主要介紹：數(shù)控機床電解液輸送裝置設(shè)計，即包括電解液輸送裝置設(shè)計和電解液溫度控制系統(tǒng)設(shè)計兩部分，其輸送裝置是為了滿足電解加工過程中對電解液的過濾、輸送、壓力、流量控制等要求，其溫度控制系統(tǒng)是為了滿足對電解液溫

5、度實現(xiàn)智能控制的要求，這一設(shè)計可以提高電解加工機床的智能化、數(shù)字化程度，可以提高生產(chǎn)效率、減小工人勞動強度、提高經(jīng)濟效益。課題來源于南京某高校特種加工技術(shù)研究所，結(jié)合生產(chǎn)實際和工程建設(shè)，結(jié)合課程和實驗室建設(shè)。設(shè)計中電解液的溫度要求控制在0.5℃內(nèi)，采用多點測量；電解液槽的容積約為5~10M3；電解液的加工溫度區(qū)間一般為10~50oC。設(shè)計合理的電解加工機床可以實現(xiàn)五坐標(biāo)的數(shù)控移動，運動過程要求平穩(wěn)，運動順利，進給速度可按要求調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的

6、進給由簡單的數(shù)控系統(tǒng)控制。本文的主要設(shè)計工作包括設(shè)計五坐標(biāo)數(shù)控電解加工機床電解液槽、電解液輸送裝置及</p><p>　　及其溫度控制,電解液的過濾和攪拌系統(tǒng)。</p><p>　　近年來我國生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)控機床擁有率率逐年上升，在大中型企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中，除少量機床以FMS模式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效

7、率不高，管理方式落后的狀態(tài)。目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床為主轉(zhuǎn)向以加工中心、專用數(shù)控機床、成套設(shè)備為主。</p><p>　　電解加工以其加工速度快，表面質(zhì)量好，不怕材料強、硬、韌，無宏觀機械切削力，工具陰極無損耗，可用同一個成型陰極作單方向送進而成批加工復(fù)雜型腔、型面、型孔等優(yōu)點，20世紀(jì)60年代初，首先在炮管膛線和航空發(fā)動機渦輪葉片的加工中得到應(yīng)用；其后又逐漸擴大應(yīng)用于

8、加工鍛模型腔、深孔、小孔、長鍵槽、等截面葉片整體葉輪以及去毛刺等，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果。70年代以后，雖然其應(yīng)用范圍有所減小，但應(yīng)用要求更高且在某些新的領(lǐng)域又得到新的應(yīng)用。</p><p>　　在今后20年內(nèi)，電解加工將在新工藝技術(shù)的開發(fā)研究，包括高頻、窄脈沖電流電解加工、柔性電解加工、小間隙電解加工、復(fù)合加工等方面得到發(fā)展和應(yīng)用；計算機控制技術(shù)將在電解加工設(shè)備與過程、參數(shù)的控制中得到不斷的發(fā)展與擴大應(yīng)用；在

9、微精加工領(lǐng)域，電解加工將展現(xiàn)新的應(yīng)用前景。在發(fā)展電解加工技術(shù)的同時，必須重視并解決電解加工過程中的環(huán)境保護問題，以達到“綠色制造”、持續(xù)發(fā)展的目的。按照系統(tǒng)工程的觀點，加大對待特種加工的基本原理、加工機理、工藝規(guī)律、加工穩(wěn)定性等深入研究的力度。同時，充分融合以現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)和精密制造技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)，使加工設(shè)備向自動化、柔性化方向發(fā)展。從實際出發(fā)，大力開發(fā)特種加工領(lǐng)域中的新方法，包括微細加工和復(fù)合加工，尤其是質(zhì)量

10、高、效率高、經(jīng)濟型的復(fù)合加工，并與適宜的制造模式相匹配，以充分發(fā)揮其特點。污染問題是影響和限制有些特種加工應(yīng)用、發(fā)展的嚴(yán)重障礙，必須化大力氣利用廢氣、費液、廢渣，向“綠色”加工的方向發(fā)展。可以預(yù)見，隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展，反過來又必將推動科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮愈來愈重要的作用。</p><p><b>　　總體設(shè)計思路如下：</b></p

11、><p>　?。?）.確定機械部分總體結(jié)構(gòu)的組成及各部分的功能與工作目標(biāo)；</p><p>　?。?）.根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，初步計算各機械部分結(jié)構(gòu)參數(shù)；</p><p>　?。?）.設(shè)計機體分級部分的結(jié)構(gòu)及主要零件結(jié)構(gòu)；</p><p>　?。?）.校核主要零件的強度和剛度，檢查其裝配工藝性；</p><p>　?。?）

12、.保證與其它部分的接口合理；</p><p>　?。?）.根據(jù)設(shè)計結(jié)果，修正設(shè)計參數(shù)；</p><p>　?。?）.根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給出的原始數(shù)據(jù)及要求設(shè)計溫度控制系統(tǒng)；</p><p>　　（8）.編輯單片機溫度控制程序；</p><p>　　（9）.調(diào)試程序并保證溫度控制系統(tǒng)與外部系統(tǒng)接口設(shè)計合理。</p><p>

13、　　預(yù)期設(shè)計好的ECM-Ⅱ型數(shù)控機床電解液輸送裝置可達到本課題要求。本設(shè)計具有很大的實用價值和經(jīng)濟價值，因為采用了單片機對電解液溫度進行智能控制，提高了控制以及加工精度，且單片機成本比較低，減少了人工勞動，可進行連續(xù)加工，從而提高了經(jīng)濟效益。</p><p>　　2電解液輸送裝置的總體設(shè)計思路</p><p>　　2.1 電解液輸送裝置總體方案論證</p><p>

14、　　根據(jù)客戶要求設(shè)計一臺ECM-Ⅱ型數(shù)控機床。要求設(shè)計的機床要滿足電解加工的要求，能夠進行五坐標(biāo)聯(lián)動以加工出復(fù)雜幾何形狀的零件。在該設(shè)計中主要承擔(dān)設(shè)計機床的電解液輸送裝置（包括電解液槽、電解液液壓控制系統(tǒng)）及其溫度控制系統(tǒng)。該電解液槽完成電解液的配制功能,其控制系統(tǒng)實現(xiàn)電解液的溫度控制。根據(jù)設(shè)計課題的要求，溫度控制系統(tǒng)要能實現(xiàn)對電解液的溫度進行智能調(diào)節(jié)，以滿足加工要求；電解液槽能夠?qū)崿F(xiàn)電解液的裝載配置、過濾、攪拌功能；電解液液壓控制系統(tǒng)

15、能實現(xiàn)電解液的壓力和流速控制。上述電解液槽及電解液液壓控制系統(tǒng)組成電解液的輸送裝置，其可以達到對電解液的過濾、壓力、流量控制功能，構(gòu)成一個循環(huán)利用電解液的總系統(tǒng)（如圖2-1所示）。</p><p>　　2.1.1 電解液槽結(jié)構(gòu)方案設(shè)計</p><p>　　按照設(shè)計課題的要求，電解液槽要能完成電解液的配制功能。為達到較高強度以及防止電解液對工件的腐蝕，采用玻璃纖維增強塑料材料（玻璃鋼）作為電

16、解液槽的材料，并采用沉淀的方法對電解液進行過濾。</p><p>　　2.1.2 電解液攪拌裝置設(shè)計</p><p>　　為滿足電解液體溫度均勻、密度均勻的要求，需對電解液槽內(nèi)液體進行攪拌。為達到較好的攪拌效果，需采用能達到較低轉(zhuǎn)速的電動機驅(qū)動系統(tǒng)。為減輕攪拌裝置重量、簡化結(jié)構(gòu)，采用變頻電機可達到較好效果。</p><p>　　2.1.3 電解液溫度控制系統(tǒng)方案設(shè)計

17、</p><p>　　電解液溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計是這次設(shè)計的主要內(nèi)容之一。為能精確、方便的對電解液溫度進行控制，選用80C552單片機和熱電耦等電器元件共同構(gòu)成溫度控制硬件系統(tǒng)，并編制匯編程序以滿足溫度控制的要求，這套系統(tǒng)可達到對電解液溫度的精確、智能控制。</p><p>　　圖2-1 電解液輸送裝置工作示意圖</p><p>　　2.1.4 液壓控制輸送系統(tǒng)方案設(shè)

18、計</p><p>　　按照設(shè)計課題的要求，電解液液壓控制系統(tǒng)要能滿足對電解液的流速和壓力的控制，選用合理的液壓元件、動力元件構(gòu)成整個裝置可滿足要求。</p><p>　　3 電解液槽總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3.1 設(shè)計基礎(chǔ)及分析</p><p>　　數(shù)控電解機床是利用金屬在電解液中發(fā)生電化學(xué)陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種加

19、工方法。其電解液槽承擔(dān)著裝載、過濾電解液的作用。電解液是一種強腐蝕性的液體，常用的有：NaCl、NaClO3、NaNO3等，其對普通鋼鐵材料具有腐蝕作用，所以需要選用一種高強度、耐腐蝕性能好的材料來制造電解液槽，并按照課題要求設(shè)計出可靠的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.2 電解液槽材料的選擇 </p><p>　　因為電解液的強腐蝕性，用做電解液槽一般的金屬材料無法勝任，同時，設(shè)計任務(wù)書給

20、出電解液槽的容積為5～10立方米，所以需要一種強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕的材料用來制造電解液槽。</p><p>　　玻璃鋼，學(xué)名為玻璃纖維增強塑料，國外稱為FRP—Fiberglass-Reinforced Plastics 玻璃纖維增強塑料。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。玻璃鋼的主要特點是：質(zhì)量輕、強度高、防腐蝕、保溫、絕緣、隔音、壽命長等，它的密

21、度為1500～2000千克每立方米 ，比鋼輕3-4倍，而強度卻比鋼高1.7倍，使用壽命可達50年以上，可設(shè)計性好，可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，來滿足使用要求，可以使產(chǎn)品有很好的整體性，因此，機械性能和物理性能好，用做電解液槽非常合適，國內(nèi)外許多電解加工的電解液容器也都選擇玻璃鋼作為材料。</p><p>　　3.3 電解液槽結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　圖3-1 電解槽結(jié)構(gòu)示意

22、圖</p><p>　　電解液或多或少的含有雜質(zhì)，對電解加工的精度會造成影響，所以我們在設(shè)計機床時要考慮對電解液進行過濾。由于一臺電解加工機床所需要的電解液量比較大，普通的過濾網(wǎng)等常規(guī)過濾方法效率和效果較差，所以考慮在電解液槽中對電解液進行過濾。這可以設(shè)計大小兩個電解槽并將每個電解槽中間用擋板隔開從而形成四個小的電解液槽讓電解液順序通過四個電解液槽（如圖3-1）由于電解液在加工過程不間斷的流進和流出電解槽，所有電

23、解液槽中電解液的體積V是恒定的，這樣會使電解液的流動呈現(xiàn)平流狀態(tài)，這種流動狀態(tài)下液體的流動速度較慢，電解液中的雜質(zhì)會隨液體流動而一級一級的沉淀到電解槽底部，達到過濾的效果。</p><p>　　另外，為方便排出廢電解液及雜質(zhì)，在每個小槽的底部設(shè)計有法蘭密封的排水管道。大槽的總?cè)莘e為：1.20×1.80×1.30×2=5.616m3，小槽的總?cè)莘e為：1.00×1.50

24、5;0.85×2=2.55m3。電解液槽的總?cè)莘e為：5.616+2.55=8.166m3。</p><p>　　3．4電解液過濾器的設(shè)計和選擇</p><p>　　3．4．1電解液過濾器的相關(guān)計算</p><p>　　由于電解液在工作循環(huán)的過程中會帶回雜質(zhì)，如果不進行過濾會對加工精度造成重要影響。電解加工是高精度的加工方法，因此傳統(tǒng)的過濾方法（如：過濾網(wǎng)等

25、）已經(jīng)不能滿足要求。本方案將選擇過濾機來進行過濾，以達到加工要求。</p><p>　　過濾機是利用多孔性過濾介質(zhì)，截留液體與固體顆粒混合物中的固體顆粒，而實現(xiàn)固、液分離的設(shè)備。過濾機廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門。</p><p>　　本設(shè)計假設(shè)選擇Nacl為電解液進行過濾機型號的計算選擇：在常壓1個大氣壓下進行過濾，查資料得過濾常數(shù)K=0.310m2/

26、h，單位過濾面積上的當(dāng)量濾液體積qe=0.009m，假設(shè)每個操作循環(huán)處理時間為30min。</p><p><b>　　計算過濾面積：</b></p><p>　　以q表示單位過濾面積獲得的過濾液體積，以θ表示過濾時間，則恒壓過濾方程為：</p><p>　　q2+2qcq=Kθ

27、 式（3-1）</p><p>　　式中，K=0.310m2/h,qc=0.009m, θ=0.5h,代入上式可解得</p><p>　　q=0.343(m) 式（3-2）</p><p><b>　　過濾面積為：</b>&

28、lt;/p><p>　　A===23.808(m2) 式（3-3）</p><p><b>　　3．4．2選擇型號</b></p><p><b>　　確定類型</b></p><p>　　由于Nacl無毒性，無揮發(fā)性。故采用明流式

29、手動板框壓濾機（BMS）。這中板框壓濾機的技術(shù)規(guī)格列于下表</p><p>　　表3-1BMS型明流手動壓緊板框壓濾機技術(shù)規(guī)格</p><p><b>　　(2)選擇規(guī)格</b></p><p>　　按計算知所需過濾面積為23.808m2，在表中有過濾面積為30m2的規(guī)格的，其型號為BMS30-635/25，它的板框厚度為23mm，總框數(shù)為39

30、塊，框內(nèi)邊為635mm。</p><p>　　4 電解液攪拌裝置設(shè)計</p><p>　　電解液在電解液槽中時需要對其進行攪拌，這是因為：</p><p>　　A.電解液的密度或多或少存在不均勻的問題，這會影響到工件的加工精度，對機床設(shè)備也會造成一定的損害。通過緩慢的攪拌可以將各處液體攪拌均勻、減小密度差異。</p><p>　　B.電解液在

31、加熱的過程當(dāng)中并不能保證槽中液體溫度各處相等，甚至還會存在較大的溫度差異，這對生產(chǎn)加工也是很不利的。通過緩慢的攪拌可以幫助均勻其溫度，減小溫度差。</p><p>　　電解液的攪拌可直接采用電機帶動合適的攪拌葉輪伸入電解液槽中旋轉(zhuǎn)對其進行攪拌，轉(zhuǎn)速選用13R/min較適合。</p><p>　　4.1 攪拌葉輪的選用</p><p>　　本課題中的液體攪拌主要作用是

32、使液體密度均勻、各處溫度均勻，這主要考慮電解液槽內(nèi)液體流動狀態(tài)既可。對于工業(yè)上的立式圓桶攪拌機頂插式中心安裝，攪拌將產(chǎn)生三種基本流型（如圖4-1）。</p><p>　　A.徑向流，流體的流動方向垂直與攪拌軸，沿徑向流動碰到容器壁面分成兩個循環(huán)流動。</p><p>　　B.軸向流，流體的流動方向平行與攪拌軸，流體由漿葉推動，使流體向下流動，碰到器底再翻上，形成上下循環(huán)流。</p&g

33、t;<p>　　C.切向流，無擋板的切向容器內(nèi)，流體繞軸作旋轉(zhuǎn)運動，流動速度高的時候，流體邊面會形成旋渦。此時，流體從漿葉周圍周向卷吸至漿葉區(qū)的流量很小，混合效果比較差。</p><p>　　上述三種流動狀態(tài)可能共同存在，軸向流、徑向流對混合起主要作用，切向流動應(yīng)加以抑制。</p><p>　　在本課題中，由于電解液槽底會存在雜質(zhì)，液體的流動狀態(tài)應(yīng)該以徑向流動為主，這樣才不至

34、于將槽底的雜質(zhì)翻上。本課題中的電解液是低粘度液體。</p><p>　　選用不同形狀、尺寸的攪拌器（葉輪），其產(chǎn)生的攪拌效果尤其是液體流動形態(tài)是有很大差異的。而攪拌器的選型到目前尚無完善的客觀尺度，一般可以從以下幾個方面考慮：攪拌目的、物料黏度、攪拌容器容積大小和經(jīng)濟性。</p><p>　　本課題中，攪拌的目的類型是：互溶性液體的混合及在其中進行化學(xué)反應(yīng)；物料黏度屬于中低黏度類型；攪拌容

35、器容積大小約為3M3，屬于中型。通過查閱手冊，選用推進式渦輪式中的四折葉漿式攪拌器（如圖4-2）比較適合本課題。</p><p>　　此葉輪在以低轉(zhuǎn)速對中低黏度的液體進行攪拌時會使液體呈現(xiàn)以徑向流動為主的流動狀態(tài)。其技術(shù)參數(shù)如下： 斜入式，D/D0為1/4-1/3，H/D0為1.0-1.2;旁入式，D/D0為1/12-1/8（小于1/12的亦有）</p><p><b>　　A.

36、常用尺寸：</b></p><p>　　d/D=0.2-0.7（以0.33居多)</p><p>　　b/d=0.15-0.3(以0.2居多)</p><p>　　Z=3-16(以3、4、6、8居多)</p><p>　　注：式中d為漿葉徑向長度、D為攪拌容器直徑、b為漿葉軸向長度、Z為漿葉數(shù)。</p><p&

37、gt;<b>　　B.常用運轉(zhuǎn)條件：</b></p><p>　　n=10-300r/min</p><p><b>　　v=4-10m/s</b></p><p>　　注：式中n為葉輪旋轉(zhuǎn)角速度，v為葉輪外端部旋轉(zhuǎn)線速度</p><p>　　C.常用介質(zhì)黏度范圍為：<5×104mP

38、a·s</p><p>　　本課題中，需要進行攪拌的大電解液槽其直徑可以視為1330mm，但是由于此容器并非圓桶形狀，其長寬比大于一，根據(jù)工程實踐，需要較大直徑d的葉輪對其進行攪拌。設(shè)計中選用的葉輪尺寸如下：</p><p>　　d=877.8mm；</p><p><b>　　b=88mm；</b></p><p

39、><b>　　z=6</b></p><p>　?。╝）徑向流 （b）軸向流 （c）切向流</p><p>　　圖4-1攪拌器流型示意圖</p><p>　　圖4-2四折葉渦輪式葉輪</p><p>　　4.2 攪拌系統(tǒng)傳動方案設(shè)計</p><p>　　由

40、于對電解液的攪拌速度要求非常緩慢、對電機功率要求不是太大、攪拌所需要的旋轉(zhuǎn)運動不必要非常精確等特點，若選用普通的電機結(jié)合普通減速裝置的傳動方案會造成制造成本過高、體積過大、重量過大，所以選擇一種能直接達到規(guī)定低轉(zhuǎn)速的電機直接帶動攪拌葉輪同步旋轉(zhuǎn)是最佳的傳動解決方案。這種方案下，整個攪拌裝置的生產(chǎn)成本比較低、所占的空間小。</p><p>　　4.2.1攪拌電機的計算和選型</p><p>

41、　　影響攪拌功率的物理因素：攪拌介質(zhì)物，如密度、黏度等，重力加速度。</p><p>　　影響攪拌功率的幾何因數(shù)：攪拌器的集合尺寸與轉(zhuǎn)速，如攪拌器的直徑、漿葉的寬度、漿葉傾斜角、轉(zhuǎn)速、單個攪拌器葉片數(shù)、攪拌器距離容器底部的距離等；以上因素可以用下個公式表示：</p><p>　　NP= =k(Re)r(Fr)q f(,,,···)

42、 式（4-1）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　B：漿葉寬度(m)；d：攪拌器直徑(m)；D：攪拌器內(nèi)徑(m)；H：液面高度，m；k：系數(shù)；N：攪拌轉(zhuǎn)速，r/s；NP：功率準(zhǔn)數(shù)；P：攪拌功率，w；r：指數(shù)；q：指數(shù)；ρ：密度，kg/m3；μ：黏度，Pa·S</p><p>　　Fr

43、：弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)，F(xiàn)r=N2d/g； 式（4-2）</p><p>　　Re：雷諾數(shù)，Re=d2Nρ/μ； 式（4-3）</p><p>　　一般情況下，弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)Fr影響比較小，而D、d等幾何參數(shù)可以歸結(jié)到系數(shù)k，由式（4-1）可以得到攪拌

44、功率為：</p><p>　　P=NPρN3d5 式（4-4）</p><p>　　本課題中，已知數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　A.電解液密度取平均估計值ρ=1200 kg/m3；</p><p>　　B.攪拌轉(zhuǎn)速N=13R/min

45、=0.22R/s；</p><p>　　C.攪拌器直徑d=0.80m</p><p>　　由式4-3可得雷諾數(shù)Re= d2Nρ/μ=0.802×0.22×1200/0.12=1408.98 Pa·S，根據(jù)所得雷諾數(shù)可查相關(guān)手冊中NP與Re的雙對數(shù)坐標(biāo)圖可得到功率準(zhǔn)數(shù)NP=80。</p><p>　　所以由式4-4可得：P=NPρN3d5

46、=80×1200×0.223×0.805=0.54kw</p><p>　　計算得到攪拌功率為：P=0.54kw</p><p>　　4.2.2電機所需功率計算</p><p>　　電動機所需功率有工作機所需功率和傳動裝置的總效率按式4-5計算</p><p>　　P0=PW/η

47、 式（4-5）</p><p>　　在本傳動系統(tǒng)中，由于未使用傳動裝置，故η=1，而PW即為攪拌功率P，所以由式4-5，P0=PW/η=0.54/1=0.54kw。</p><p>　　電動機的額定功率Pm=1.2 P0=1.2×0.54=0.648kw 式(4

48、-6)</p><p>　　4.2.3 電動機的選型</p><p>　　根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，采用普通電機若不采用減速機構(gòu)是很難達到所需要的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的。蘇州西格瑪機電有限公司研制生產(chǎn)的ZDSY系列中低速電機中的ZDSY2-0.75-13型號電機可以滿足本課題的需求。ZDSY系列中低速電機是在電機內(nèi)部同時將電磁驅(qū)動與減速機構(gòu)融合為一體的高科技產(chǎn)品。ZDSY系列電機輸出的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速可以

49、直接滿足客戶的使用要求，不需另外再增加減速裝置。由于本產(chǎn)品采用了先進的設(shè)計理念，克服了所有減速機（包括模塊化減速電機）都必須串聯(lián)電動機的缺點，經(jīng)機械工業(yè)減變速電機產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢驗,確定ZDSY系列中低速電機具有溫升很低、噪音比較低、防護等級高（IP54）、不漏油、體積比較小、重量很輕、外形美觀、質(zhì)量可靠、安裝維護都很方便等優(yōu)點。其具體技術(shù)參數(shù)如表4-1：</p><p>　　表4-1 攪拌電機技術(shù)參數(shù)&l

50、t;/p><p>　　工作平穩(wěn)的情況下，每天工作1-4小時的，安全系數(shù)0.8； 每天工作5-10小時的，安全系數(shù)1；每天工作11-24小時的，安全系數(shù)1.2。</p><p>　　4.3 攪拌支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　電解液攪拌支架用于攪拌電機的安裝和承載。為實現(xiàn)攪拌軸和攪拌葉輪方便的取出以清洗電解液槽，可將支架設(shè)計成含一個轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)。支架的設(shè)計可

51、采用型鋼做主柱和托架，其底部焊接鑄鐵底座，底座使用地腳螺栓固定于地面。</p><p>　　4.4電解液輸送系統(tǒng)的泵的選擇</p><p>　　因為本系統(tǒng)需要構(gòu)造一個完整的電解液傳送系統(tǒng),動力泵一定要具備.一個完整的電解液系統(tǒng)還需要有選擇一個合適的泵,本課題將選用離心耐酸泵,這種產(chǎn)品現(xiàn)在廣泛用于電解液系統(tǒng)中。</p><p><b>　　4.4.1選擇條件

52、</b></p><p>　　用泵將電解液槽中的溫度為20℃,密度為1200Kg/m3的Nacl送入機床加工臺，如圖所示，電解液在間隙中間通以5～50m/s的速度。貯槽表面為大氣壓。管路為不銹剛管φ40mm總長為5m。其上裝有孔徑d0為20mm的孔板流量計（其阻力系數(shù)為8.25）一個。電解液槽液面與工作作用液面之間的垂直距離為0.8m（考慮生產(chǎn)情況，流量安全系數(shù)取1.5）。</p>&l

53、t;p>　　圖4-3泵和電解液槽和機床位置示意圖</p><p>　　在電解液槽液面1-1截面及機床主體入口2-2面間列柏努利方程式，并以1-1截面為基準(zhǔn)面，可得</p><p><b>　　式（4-5）</b></p><p>　　其中Z1=0;Z2=0.8(m)</p><p>　　P1=0（表壓）；P2=0（

54、表壓）</p><p>　　u10（1面的流速）；u2=10(m/s)</p><p>　　20℃時Nacl的粘度為2cP，所以</p><p><b>　　式（4-6）</b></p><p>　　不銹鋼的絕對粗糙度為0.2mm，故</p><p><b>　　式（4-7）</b

55、></p><p>　　根據(jù)Re=114285和=0.01，在下圖中查得=0.022</p><p><b>　　摩</b></p><p>　　擦 </p><p>　　系 </p><p>　　數(shù)

56、 </p><p><b>　　雷諾準(zhǔn)數(shù)RE</b></p><p>　　圖4-4 摩擦系數(shù)和雷諾數(shù)關(guān)系圖</p><p>　　考慮管道中的給個閥和其他因素，查得局部阻力系數(shù)于下表：</p><p><b>　　表4-2</b></p>

57、<p><b>　　=12.09</b></p><p>　　總的阻力為 式(4-8)</p><p><b>　　(J/Kg)</b></p><p>　　把上面各數(shù)代入式（a），得</p><p><b>　　

58、式(4-9)</b></p><p>　　Hmax= （m） 式(4-10)</p><p>　　安全系數(shù)取1.1，則泵的揚程：</p><p>　　He=1.1 8.41=9.251(m) 式(4-11)</p><p&g

59、t;　　Qmax= 式(4-12)</p><p>　　根據(jù)需要，安全系數(shù)取1.5，則泵的流量：</p><p>　　Qe=1.5Qmax=1.5 25=37.5(m3/h)=10.42(L/s) 式(4-13)</p><p>　　4.4.1 型號的選擇</p><p

60、>　　IHF單級單吸式氟塑料合金化工離心泵（簡稱IHF離心泵）是按國際標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合非金屬泵的工藝設(shè)計制造。泵體采用金屬外殼內(nèi)襯聚全氟乙丙烯（F46），泵蓋、葉輪和軸套均用金屬嵌件外包氟塑料整體燒結(jié)壓制而成，軸封采用外裝式先進的波紋管機械密封，靜環(huán)選用99.9%氧化鋁陶瓷（或氮化硅），動環(huán)采用四氟填充材料，其耐腐耐磨密封性極好。泵的進出口均采用鑄鋼體加固，以增強了泵的耐壓性。實際使用顯示，該泵具有耐腐、耐磨、耐高溫、不老化、機械強度高

61、、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)先進合理、密封性能嚴(yán)格可靠、拆卸檢修方便、使用壽命長等優(yōu)點。</p><p>　　它的性能范圍見下表：</p><p>　　表4-3IHF離心泵的性能表</p><p>　　查表得可選擇IFH 40-25-200型號。該型號泵的數(shù)據(jù)為：流量3（m3/h）,揚程12.5(m),電機功率0.75(kw),轉(zhuǎn)速為1450r/min,該型號泵的結(jié)構(gòu)圖：<

62、;/p><p>　　圖4-5 IFH 40-25-200型泵</p><p>　　5 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　5.1 溫度控制硬件電路的設(shè)計</p><p>　　對于溫度控制可以選用的單片機類型比較多，以Intel公司的MCS-51單片機和8×C552系列單片機為例，采用MCS-51來構(gòu)成單片機溫度控制系統(tǒng)時通常需要外加8

63、155和A/D轉(zhuǎn)換器，硬件電路比較復(fù)雜，而8×C552系列單片機由于片內(nèi)集成了A/D轉(zhuǎn)換器等硬件設(shè)備且兼容性好等優(yōu)點比較適合本課題。本設(shè)計選用8×C552系列中的80C552單片機來構(gòu)成單片機溫度控制系統(tǒng)。</p><p>　　本課題采用的是一種以熱電耦為溫度檢測元件的單片機溫度控制系統(tǒng)，其原理圖如圖5-1。</p><p>　　5.1.1 溫度檢測和變送器設(shè)計<

64、/p><p>　　溫度檢測元件與變送器的類型選擇和被控溫度及精度等級有關(guān)。鎳鉻/鎳鋁熱電耦適用于0℃～1000℃的溫度測量范圍，相應(yīng)輸出電壓為0mV～41.32 mV。</p><p>　　變送器由毫伏變送器和電流/電壓變送器組成：毫伏變送器用于把熱電耦輸出的0mV～41.32mV變換成0mA～10mA范圍內(nèi)的電流；電流/電壓變送器用于把毫伏變送器輸出的0mA～10mA電流變換成0V～5V范圍

65、內(nèi)的電壓。</p><p>　　為了提高測量精度，變送器可以進行零點遷移。課題中規(guī)定電解液的加工溫度區(qū)間一般為10℃～50℃，則熱電耦輸出為0.41mV～2.07mV，毫伏變送器零點遷移后輸出0mA～10mA范圍的電流，這樣，采用8位A/D轉(zhuǎn)換器就可以使量化的溫度誤差達到課題中規(guī)定的±0.5℃以內(nèi)。在每個單位電解液槽中放置四個這樣的熱電耦進行溫度檢測并求平均值可保證電解液的溫度測量結(jié)果準(zhǔn)確。</p

66、><p>　　5.1.2 溫度控制電路設(shè)計 80C552單片機對溫度的控制是通過可控硅調(diào)功器來實現(xiàn)的，如圖5所示。雙向可控硅和加熱絲串接在交流220V、50Hz市電回路中。在給定周期T內(nèi)，80C552只要改變可控硅的接通時間便可以改變加熱絲的功率，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。顯然，可控硅在給定周期T的100％時間內(nèi)接通時的功率最大?？煽毓杞油〞r間是通過可控硅控制板上觸發(fā)脈沖加以控制的，該觸發(fā)脈沖由80C552在P1

67、.3引腳上產(chǎn)生的高電平控制，受過零同步脈沖同步后經(jīng)光耦管和驅(qū)動器輸出送到可控硅的控制板上。</p><p>　　過零同步脈沖是一種50Hz交流過壓過零時刻的脈沖，可以使可控硅在交流電壓正弦波過零時出發(fā)導(dǎo)通。過零同步脈沖由過零出發(fā)電路產(chǎn)生，此電路中的電壓比較器用于把50Hz的正弦交流電壓變成方波。方波的正邊沿和負邊沿分別作</p><p>　　圖5-1 電解液溫度控制系統(tǒng)原理圖</p&

68、gt;<p>　　為兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的兩個窄脈沖經(jīng)過二極</p><p>　　管或門混合后就可以得到對應(yīng)于交流220V市電的過零同步脈沖，此脈沖一方面作為可控硅的出發(fā)同步脈沖加到溫度控制電路，另一方面還作為計數(shù)脈沖加到80C552的T0和T1端。</p><p>　　5.1.3 其他電路</p><p>　　在圖5中80

69、C552的P4口作為LED字形碼口；P1.7～P1.4用作4×4鍵盤的行掃描口；P1.2～P1.0口可以點亮報警燈；P3.3～P3.3口可以控制LED的點亮和用作4×4鍵盤的列讀出口；P2.5～P2.0口與P0口可以和EPROM相連（若為2764，則地址范圍為0000H～1FFFH；若為27128，則地址范圍為0000H～3FFFH）；RST和上電/系統(tǒng)復(fù)位電路的輸出端相接；P5.0為溫度檢測電路的模擬量輸入端；P3

70、.5（T1）和P3.0（T0）用于輸入50Hz市電的過零同步脈沖；P1.3用于控制與非門M1，由80C552通過軟件控制，M1輸出經(jīng)過光耦和驅(qū)動電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制可控硅的導(dǎo)通和截止，以達到對電解液溫度的調(diào)節(jié)，其余如圖5-1。</p><p>　　5.2 溫度控制的算法</p><p>　　通常，溫度控制采用偏差控制法。偏差控制的原理是先求出實測電解液溫度對所需溫度的偏差值，然后對偏差值

71、處理而獲得控制信號去調(diào)節(jié)電解液的加熱功率，以實現(xiàn)對電解液的溫度控制。</p><p>　　在工業(yè)上，偏差控制又稱為“PID控制”，這是工業(yè)過程控制中應(yīng)用最廣泛的一種控制形式，一般都能收到令人滿意的效果。</p><p>　　控制論告訴我們，PID控制的理想微分方程為：</p><p>　　u(t)=kp［e(t)＋＋Td］

72、 式（5-1）</p><p>　　式中：e(t)=r(t)-y(t)稱為偏差值，可作為溫度調(diào)節(jié)器的輸入信號，其中r(t)為給定值，y(t)為被測變量值；kp為比例系數(shù)；Ti為積分時間常數(shù)；Td為微分時間常數(shù)；u（t）為調(diào)節(jié)器的輸出控制電壓信號。</p><p>　　因為計算機只能處理數(shù)字信號，故上述數(shù)學(xué)方程必須加以變換。若設(shè)溫度的采樣周期為T，第n次采樣得到的輸入偏差為en，調(diào)節(jié)器輸

73、出為un，則有：</p><p>　　= （微分用差分代替）</p><p>　　= （積分用求和代替）</p><p>　　這樣，式（2-1）便可寫成：</p><p>　　un=kp［en++ Td］

74、 式（5-2） 寫成遞推形式為：</p><p>　　un= kp［+en+(en-2en-1+en-2)+(en-1++Td)］</p><p><b>　　改寫成：</b></p><p>　　u(n)=u(n-1)+kp｛E(n)-E(n-1)+KIE(n)+KD［E（n）-2E(n-1)+E(n-2)］｝</p>&

75、lt;p>　　=u(n-1)+PP+PI+PD 式(5-3)</p><p>　　以上是一路輸入并測量、控制的溫度控制算法。本課題中要求進行多路巡回檢測，可采用求平均值的方法求得，即進行溫度測量時每個電解液槽中的四個熱電耦所測得的數(shù)據(jù)先進行求平均值處理，所得數(shù)據(jù)算做最終測量結(jié)果帶入PID算法中進行運算以達到溫度測量

76、和控制的目的。</p><p>　　5.3 溫度控制程序設(shè)計</p><p>　　溫度控制程序的設(shè)計要考慮以下問題：鍵盤掃描、鍵碼識別和溫度顯示；電解液溫度采樣；數(shù)據(jù)處理時把所有數(shù)按定點純小數(shù)補碼形式轉(zhuǎn)換，然后把8位溫度采樣值、umin和umax都變成16位參加運算，運算結(jié)果取8位有效值；越限報警和處理；PID計算，溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換。</p><p>　　通常，符合上述

77、功能的溫度控制程序由主程序和T0中斷服務(wù)程序兩部分組成。</p><p><b>　　A.主程序：</b></p><p>　　主程序應(yīng)該包括80C552本身的初始化以及各并行I/O口的初始化等。以下是本程序給出的有關(guān)標(biāo)志、暫存單元和顯示緩沖區(qū)清零、TO初始化、溫度顯示和鍵盤掃描等程序。相應(yīng)程序框圖如圖5-2所示。</p><p><b&

78、gt;　　程序清單為：</b></p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　DISM0 DATA 78H</p><p>　　DISM1 DATA 79H</p><p>　　DISM2 DATA 7AH</p><p>　　DISM3 DATA 7BH</p>

79、;<p>　　DISM4 DATA 7CH</p><p>　　MOV 30H， A ；</p><p>　　MOV 3BH， A ；</p><p>　　MOV 3CH， A ；</p><p>　　MOV 3DH， A ；</p>

80、<p>　　MOV 3EH， A ；</p><p>　　MOV 44H， A ；</p><p>　　MOV DISM0， A ；</p><p>　　MOV DISM1， A ；</p><p>　　MOV DISM2， A ；</

81、p><p>　　MOV DISM3， A ；</p><p>　　MOV DISM4， A ；</p><p>　　MOV DISM5， A ；</p><p>　　MOV TMOD， #56H ；設(shè)T0為計數(shù)器方式2，T1為方式1</p><p>　　MOV T

82、LO， #06H ；</p><p>　　MOV TH0， #06H ；</p><p>　　CLR PT0 ；令T0為低中斷優(yōu)先級</p><p>　　SETB TR0 ；啟動T0工作</p><p>　　SETB ET0 ；允許

83、T0中斷</p><p>　　SETB EA ；開CPU中斷</p><p>　　LOOP： ACALL DISPLY ；調(diào)用顯示程序</p><p>　　ACALL SCAN ；調(diào)用掃描程序</p><p>　　AJMP LOOP ； 等待中斷&l

84、t;/p><p>　　圖5-2主程序流程圖</p><p>　　對于顯示程序DISPLY和鍵盤掃描程序SCAN（含按鍵識別程、數(shù)字鍵和功能鍵處理程序等）。在上述程序中，T0被設(shè)定為計算器方式2，初值為06H，故它的溢出中斷時間為250個過零同步觸發(fā)脈沖；T1設(shè)定為計數(shù)器方式1，初值由計算所得到PID值（補碼）確定，用于控制可控硅管的導(dǎo)通時間。由于T1中斷是嵌套在T0中斷服務(wù)程序之中，因此T1溢

85、出中斷的時間應(yīng)當(dāng)比TO溢出中斷的定時時間要小，以確保系統(tǒng)能正常工作。</p><p>　　B.T0中斷服務(wù)程序CT0</p><p>　　TO中斷服務(wù)程序框圖如圖5-3所示，圖中可見，T0中斷服務(wù)程序是溫度控制系統(tǒng)的主體程序，用于采樣電解液溫度、讀入采樣數(shù)據(jù)、數(shù)字濾波、越限報警和越限處理、PID計算和在P1.3引腳上輸出控制脈沖等。在T0中斷服務(wù)程序中，80C552一方面把計算出來的PID

86、值的補碼送入TL0（TH0為FFH），使P1.3置為高電平“1”狀態(tài)和啟動T1工作，另一方面是進行溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換、把本次采樣的溫度值放入顯示緩沖區(qū)和調(diào)用溫度顯示程序，然后等待T1中斷，并在該中斷服務(wù)程序中使P1.3復(fù)位成低電平“0”狀態(tài)，以便在P1.3引腳上形成一個正控制脈沖，控制加在可控硅管控制板上過零同步脈沖個數(shù)，達到對電解液溫度的調(diào)節(jié)。80C552從T1中斷服務(wù)程序返回后即可恢復(fù)現(xiàn)場返回主程序，以等待下次T0中斷。</p>

87、;<p>　　TO中斷服務(wù)程序包括一系列子程序。例如：溫度值的采樣子程序、數(shù)字濾波程序、越限處理程序、PID計算程序、標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序和溫度顯示子程序。在PID計算程序中，也需要用到雙字節(jié)加法子程序、雙字節(jié)求補子程序和雙字節(jié)帶符號乘法子程序等。</p><p>　　T0中斷服務(wù)程序清單如下：</p><p>　　ORG 000BH</p><p>

88、　　AJMP CTO</p><p>　　CT0： PUSH ACC ；</p><p>　　PUSH DPL ；</p><p>　　SETB D5H ；</p><p>　　PUSH DPH ；置標(biāo)志

89、</p><p>　　ACALL SAMP ；調(diào)用采樣子程序</p><p>　　ACALL FILTER ；調(diào)用數(shù)字濾波程序</p><p>　　CJNE A，42H，TPL ；若ui(K)≠umax,則TPL</p><p>　　WL： MOV C，5EH

90、 ；</p><p>　　MOV 5FH，C ；</p><p>　　CLR 5EH ；清5EH單元</p><p>　　ACALL UPL ；轉(zhuǎn)上限處理程序</p><p>　　POP DPH</p><

91、;p>　　POP DPL</p><p>　　RETI ；中斷返回</p><p>　　TPL： JNC TPL1 ；若ui(K)>umzx,則TPL1</p><p>　　CLR 5FH ；清上次越限標(biāo)志</p>

92、<p>　　CJNE A，43H，MTPL ；若ui(K)≠umin，則MTPL</p><p>　　HAT：SETB P1.1 ；若溫度不越限，則令綠燈亮</p><p>　　ACALL PID ；調(diào)用計算PID子程序</p><p>　　MOV A，2FH

93、 ；PID值送A</p><p>　　CPL A ；</p><p>　　INC A ；</p><p>　　NM： SETB P1.3 ；令P1.3輸出高電平脈沖 </p><p>　　MOV TL1，A

94、 ；</p><p>　　MOV TH1，#OFFH ；</p><p>　　SETB PT1 ；T1高優(yōu)先級中斷</p><p>　　SETB TR1 ；啟動T1</p><p>　　SETB ET1

95、 ；允許T1中斷</p><p>　　ACALL TRAST ；調(diào)用標(biāo)度轉(zhuǎn)換程序</p><p>　　LOOP：ACALL DISPLY ；顯示溫度</p><p>　　JB D5H，LOOP ；等待T1中斷</p><p>　　圖5-3 T0中斷服務(wù)程序

96、流程圖</p><p>　　POP DPH ；</p><p>　　POP DPL ；</p><p>　　POP ACC ；</p><p>　　RETI ；中斷返回</p&g

97、t;<p>　　MTPL：JNC HAT ；若ui(K)>umin,則HAT</p><p>　　SETB P1.0 ；否則，越下限聲光報警</p><p>　　MOV A，45H ；取PID最大值輸出</p><p>　　CPL A

98、 ；</p><p>　　INC A ；</p><p>　　AJMP NM ；轉(zhuǎn)NM執(zhí)行</p><p>　　TPL1：SETB 5EH ；若ui(K)>umax,則5EH單元置位</p><

99、;p>　　JNB 5FH，WL ；若賞賜未越限，則轉(zhuǎn)WL</p><p>　　INC 44H ；越限計數(shù)器加“1”</p><p>　　MOV A，44H</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB

100、 A，#N ；越限N次嗎？</p><p>　　JNZ WL ；越限小于N次，則WL</p><p>　　SETB P1.2 ；否則，越上限聲光報警</p><p>　　CLR 5EH ；</p>&l

101、t;p>　　CLR 5FH ；</p><p>　　POP DPH ；</p><p>　　POP DPL ；</p><p>　　POP ACC ；</p><p>　　RET

102、I ；中斷返回</p><p>　　b.T1中斷服務(wù)程序：</p><p>　　ORG 001BH</p><p>　　AJMP CT1</p><p>　　CT1： CLR D5H ；清標(biāo)志</p><p>　　CLR

103、 P1.3 ；令P1.3變?yōu)榈碗娖?lt;/p><p>　　RETI ；中斷返回</p><p><b>　　C.子程序</b></p><p>　　a.采樣子程序SAMP：</p><p>　　SAMP子程序流程圖如圖5-4所示，子程序清單如下

104、：</p><p>　　SAMP: MOV RO,#2CH ；采樣值始址送R0</p><p>　　MOV R2,#03H ；采樣次數(shù)初值送R2</p><p>　　SAM1: MOV ADCON,#08H ；啟動A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　MOV R3,#20H

105、 </p><p>　　DLY: DJNZ R3,DLY ；延時</p><p>　　ADLOOP: MOV A,ADCON ；讀ADCON狀態(tài)</p><p>　　JNB ACC.4,ADLOOP ；等待A/D完成</p><p>　　MOV ADCON,#00H ；舍去

106、10位數(shù)字量中低2位</p><p>　　MOV A,ADCH ；高8位數(shù)字量送存</p><p>　　MOV @R0,A</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R2,SAM1 ；若采樣未完成，則SAM1</p><

107、;p>　　KET ；若采樣已完成，則返回</p><p>　　圖5-4 采樣子程序流程圖</p><p>　　b.數(shù)字濾波程序FILTER：</p><p>　　數(shù)字濾波程序用與濾去來自控制現(xiàn)場對采樣值的干擾。數(shù)字濾波程序算法頗多，本課題選用中值濾波方法。</p><p>　　中值濾波原理簡單，只需

108、對2CH、2DH和2EH中三次采樣值進行比較，取中間值存放到2AH單元內(nèi)，以作為溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換時使用。圖5-5示出了中值濾波程序框圖。</p><p>　　相應(yīng)程序請參看附錄中程序清單。</p><p>　　c.PID算法程序：</p><p>　　式（5-3）可改寫成：</p><p>　　P（K）=P（K-1）+KP［E（K）-E（K-1）

109、］+KI·E（K）+KD［E（K）-2（K-1）</p><p>　　+E（K-2）］=P（K-1）+PP+PI+PD （5-4）</p><p>　　d.雙字節(jié)帶符號乘法子程序MULT1，程序框圖如圖5-7所示，相應(yīng)詳細程序見附錄。</p><p>　

110、　e.溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換程序TRAST：</p><p>　　此程序目的是把實際采樣的二進制值轉(zhuǎn)換成BCD形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū)78H到7DH。對一般先行儀表來說，標(biāo)度轉(zhuǎn)換公式為：</p><p>　　AX=A0+（Am-A0） （5-5）</p><p>　　式子中，A0一次測量儀表的下限；Am為一次

111、測量儀表的上限；AX為實際測量值（工程量）；N0為儀表下限所對應(yīng)的數(shù)字量；Nm為儀表上限所對應(yīng)的數(shù)字量；NX為測量所得數(shù)字量。所以根據(jù)以上算法，只要設(shè)定熱電偶的量程，即可編出相應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換子程序TRAST。根據(jù)上式的編程，相應(yīng)程序框圖如圖5-6，詳細程序清單見附錄。</p><p>　　圖5-5 數(shù)字濾波程序流程圖</p><p>　　圖5-6 PID算法程序流程圖</p>&

112、lt;p>　　圖5-7 帶符號雙字節(jié)乘法程序</p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　本課題主要要求設(shè)計一臺數(shù)控電解機床的電解液輸送裝置、電解液槽及其溫度控制系統(tǒng)。在本設(shè)計中，設(shè)計了系統(tǒng)對電解液的配置，攪拌和過濾功能，考慮了電解加工生產(chǎn)過程中的要求。增加了溫度控制系統(tǒng)，可以智能的進行溫度控制，誤差可以控制在0.5℃以內(nèi)。設(shè)計了電解液槽，增

113、加了過濾功能，能對要求較高的電解液進行配置。</p><p>　　設(shè)計中要求將電子技術(shù)和傳統(tǒng)機械結(jié)合可以提高傳統(tǒng)機械設(shè)備的工作效率、加工精度，會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p>　　本人經(jīng)驗不足，加時間緊迫，在設(shè)計中還存在很多不足之處。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　

114、　[1] 劉晉春，趙家齊，趙萬生. 特種加工[M]. 機械工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[2] 《電解加工》編譯組編譯電解加工一根據(jù)國外資料編譯[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1977.</p><p>　　[3] 洛陽拖拉機廠等. 鍛?；鞖怆娊饧庸た偨Y(jié)(一)[M]. 電加工，1977(3)</p><p>　　[4] 余承業(yè)等編著. 特種加工新技