wince 5.0 bootloader的设计与实现

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wince 5.0 bootloader的设计与实现

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— 35卷 第7期

ol.35 No.7 2009年4月

A WinCE 5.0 Bootloader 的设计与实现

张 飞,白瑞林,陆 林

(江南大学智能控制研究所,无锡214122)

摘 要:提出一种基于ARM9的WinCE 5.0 引导程序(Bootloader)设计与实现方法。通过分析Bootloader 架构,在研究触摸屏控制器的WinCE 5.0 BSP 开发基础上,设计并实现一种基于AT91SAM9261的WinCE 5.0 Bootloader 。阐述其启动代码和主代码的开发过程,并给出主代码开发中硬件初始化的步骤。测试结果表明,该Bootloader 达到了设计目标并已应用于触摸屏控制器。 关键词:触摸屏控制器;WinCE 5.0操作系统;AT91SAM9261处理器;引导程序

Design and Implementation of WinCE 5.0 Bootloader

ZHANG Fei, BAI Rui-lin, LU Lin

(Institute of Intelligent Control, Jiangnan University, Wuxi 214122)

【Abstract 】This paper proposes a design and implementation of WinCE 5.0 Bootloader based on ARM9. By analyzing the structure of Bootloader, based on the development of WinCE 5.0 BSP of touch-screen controller, it designs and implements WinCE 5.0 Bootloader based on A T91SAM9261. It describes the development process of boot code and main code, and gives the detailed hardware initialization steps of main code. Test result indicates that the Bootloader meets the design objectives and is used in touch-screen controller.

【Key words 】touch-screen controller; WinCE 5.0 operation system; AT91SAM9261 processor; Bootloader

计 算 机 工 程 Computer Engineering 第V pril 2009

用技术与实现·

文章编号:1000—3428(2009)07—0232—03

文献标识码:A

中图分类号:TP3

·工程应在目前的智能终端市场,将ARM9和WinCE 结合正成为一种趋势。ARM9处理器因其卓越的性能和显著的优点, 已经占据了绝大部分32位高端嵌入式处理器市场。WinCE 5. 0是一个开放的、可裁剪的32位嵌入式实时操作系统。它能提供优秀的画面效果和类似于桌面Windows 的交互界面,方便用户的操作和使用[1]。另外它还提供了完善的设备驱动程序开发环境和软件开发包,能很快地开发设备驱动程序,缩短开发周期,加快产品的上市时间。

2

Bootloader

的架构

1

系统原理

本文的研究源于触摸屏控制器,其硬件结构如图

1

所示。该触摸屏

控制器

采用

Atmel AT91SAM9261微控

器(ARM9)。硬件包括:64 MB Nand Flash

,64 MB SDRAM

4 MB

的Nor Flash

,LCD

接口,USB Host 和Device 接口,100 Mb/s 网络接口,串口等。

图1 基于AT91SAM9261的触摸屏控制器硬件结构

Atmel 公司对AT91SAM9261没有提供WinCE 5.0的BSP 支持,所以需自主开发。其中,Bootloader

在BSP

的开发中至关重要。

Nor Flash 用来存放

Bootloader ,加载操作系统映像至内存。

Nand Flash 和SDRAM

提供了足够大的空间来存

放和运行操作系统映像。

WinCE 5.0 BSP 主要由

4个部分组成:OEM 抽象层,Bootloader ,设备驱动程序和配置文件。开发Bootloader 是进行BSP 开发的关键一步。Bootloader 作为嵌入式系统软件的最底层,是硬件上电后运行的第1个程序,主要功能是初始化硬件,加载操作系统映像到内存,然后跳转到操作系统代码去执行[2]。Bootloader 由BLCOMMON 、OEM 代码、Eboot 以及网络驱动组成,相应的Bootloader 架构如图2所示。

图2 Bootloader 的架构

BLCOMMON 是通用的Bootloader 框架,提供了丰富的

Bootloader 基本功能,包括复制Bootloader 到RAM 以便高速运行、解析.bin 文件、控制系统加载过程等。

OEM 代码是与目标硬件相关的初始化和扩展程序。 Eboot 是以太网功能程序,如UDP, DHCP, TFTP 程序等。 网络驱动是调试以太网的驱动程序,提供了初始化和控制网络设备的功能。

BLCOMMON, Eboot 和网络驱动是可以被重用和可移植的代码库,这部分代码与OEM 代码进行联编构成最终的

作者简介:张 飞(1984-),男,硕士研究生,主研方向:嵌入式系统;白瑞林,教授;陆 林,硕士研究生

收稿日期:2008-11-01 E-mail :zhangfei236600@https://www.360docs.net/doc/b23367423.html,

Bootloader 二进制映像。

3 Bootloader 的设计

为一个硬件平台设计Bootloader 时,首先要考虑需实现的功能。本文设计的Bootloader 主要实现以下功能:

(1)Bootloader 驻留在非易失存储设备中(Nor Flash); (2)提供一种消息反馈机制,在输出信息中,明确显示Bootloader 的版本、开发者及构建日期等信息;

(3)利用以太网口下载操作系统映像;

(4)设计一个序列化的功能选择菜单,允许开发者或用户对使用动态IP 还是静态IP 等进行选择和设置,将这些信息永久保存在Flash 中,避免每次Bootloader 运行时重新设置;

(5)在设定时间内没有选择任何选项时,Bootloader 执行自动下载功能;

(6)能够加载Bootloader 映像和操作系统运行时映像; (7)Bootloader 能对下载的数据进行校验,在保证下载的数据准确无误后,再将其写入Flash 存储器[3];

(8)提供从Platform Builder 下载自身,并将自身写入Flash 存储器,实现自我更新的机制。

4 Bootloader 的实现

Bootloader 包括启动代码和主代码。启动代码Startup 是Bootloader 的入口函数,在CPU 启动后将立即运行。该函数使用汇编语言编写,负责初始化CPU 和一些核心的逻辑部件,然后跳到主代码中执行。主代码用C 语言编写,实现OEM 平台的初始化、映像下载、调试串口以及写FLASH 代码的实现。Bootloader 的工作流程和函数调用如图3所示。

图3 Bootloader 的工作流程和函数调用

4.1 启动代码的实现

代码的执行流程如图4所示。

Cache

初始化内存控制器

设置处理器进入管理模式并关中断

图4 启动代码流程

启动代码主要完成的任务包括:使CPU 进入正确的运行模式;在CPU 级别关闭所有中断;关闭MMU 和Cache ;初始化内存控制器;初始化其他硬件设备,如时钟等;设置栈指针;设置并打开MMU 进行逻辑和物理地址映射;打开Cache ;将Bootloader 本身复制到内存中;跳转到C 语言的Main()函数。

4.2 主代码的实现

主代码主要调用BLCOMMON 中的BootloaderMain()函数,主要任务是调用以下函数:

(1)重定位全局变量函数KernelRelocate(),它将Bootloader 中的全局变量重定位到RAM 中。

(2)初始化调试端口函数OEMDebugInit(),

主要任务是初始化调试输出用的串口,方便输出调试信息,包括串口端口的初始化、波特率的设定、数据的发送和接收。串口调试是嵌入式平台调试的主要手段。通过串口和超级终端,开发人员和目标平台建立交互,得到平台的调试信息。

(3)初始化平台函数OEMPlatformInit(),其作用是初始化目标板上的设备,如LCD 、Flash 、SDRAM 、DM9000网卡、实时时钟等,并初始化Bootloader 的配置信息。接收用户输入和显示功能选择菜单也是在该函数中实现。

(4)预下载函数OEMPreDownload(),主要任务是完成以太网下载前的一些准备工作,包括通过DHCP 获得IP 地址及初始化TFTP 服务等。

(5)下载映像函数DownloadImage(),该函数完成从远程开发机上下载操作系统映像。

(6)启动映像函数OEMLaunch(),把下载的映像写入NAND Flash ,调用函数获得Platform Builder 的配置信息,并写入Nor Flash ,然后跳转到操作系统映像。

其中,OEMDebugInit(), OEMPlatformInit(), OEMPre Download(), EMLaunch()等OEM 函数是开发者必须实现的。这些函数与硬件密切相关,BLCOMMON 库会直接调用它们,如果不实现这些函数,Eboot 的链接就会失败。本文所开发的Bootloader 的OEMPlatformInit()如下:

BOOL OEMPlatformInit(void) {…

SST39VF3201_Init(); AT91F_InitSDRAM(); InitDisplay(); InitRealTimeClock(); InitDM9000(); …

if (!FMD_Init(NULL, &NANDInfo, NULL))

{

OALMSG(OAL_WARN,

(TEXT("WARNING:

OEMPlatformInit: Failed to initialize Smart Media.\r\n")));

g_bSmartMediaExist = FALSE; } else {

g_bSmartMediaExist = TRUE; } …

}

以上一段程序完成了对本触摸屏控制器的LCD 、Nor

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Flash(SST39VF3201)、Nand Flash(K9F1208U0B)、SDRAM (MT48LC16M16A2)、DM9000、实时时钟的初始化。要实现这些函数,必须对硬件有充分的了解。

4.3 共享缓存区的建立

共享缓存区存放了Bootloader和操作系统共享的信息,它包括Driver globals和Boot args两部分[4]。Driver globals 定义的是一些设备配置。Boot args定义的是与启动过程相关的信息,比如目标设备的MAC地址、IP地址以及其他系统或用户设置等信息。其中Driver globals必须要在一个RAM 页面里。另外,开发者还必须在.bib文件中为Driver globals 预留一定的内存。

4.4 SOURCES文件的编写

SOURCES文件定义了代码的编译方法。编译程序通过SOURCES文件决定如何对代码进行编译和链接。SOURCES 文件主要包括如下几个宏:

(1)INCLUDES,包含头文件的查找目录列表。

(2)TARGETNAME,编译代码最终生成的文件名。

(3)TARGETTYPE,编译代码最终生成的文件类型,如生成LIB静态库文件、EXE可执行文件等。

(4)TARGETLIBS,要动态链接到目标文件中的库文件列表。

(5)SOURCELIBS,要静态链接到目标文件中的库文件列表。

(6)SOURCES,要被编译和链接的源文件列表。

(7)EXEENTRY,指定生成EXE文件的入口函数。

Source.cmn是一个特殊的SOURCES文件,它是对应BSP 通用的SOURCES。相应BSP里的所有SOURCES都应用了Source.cmn的内容,开发者需要在这个文件里声明全局宏。

4.5 Boot.bib文件的编写

BIB文件的作用是指示构建系统如何构建二进制映像。BIB文件会指示哪些文件被打包到运行时映像中,同时还会指示如何往目标板上加载模块和文件。Boot.bib文件定义了Bootloader的最终结构,它主要包含如下几部分内容:

(1)MEM0RY,定义可用的物理内存,包括起始地址、大小和内存类型。

(2)C0NFIG,定义了一些附加选项来定制输出。

(3)FILES,指定放在运行时映像中的文件列表。

(4)MODULES,指定放在运行时映像中的模块列表。

4.6 Makefile和Dirs文件的编写

Makefile文件只需包含WinCE的通用Makefile。Dirs文件定义了对应文件夹的子目录,编译器通过Dirs文件来确定要编译的文件位置。

5 Bootloader的编译与测试

5.1 Bootloader的编译

本文采用命令行方式编译Bootloader。用命令行编译Bootloader可以分为3部分:

(1)设置命令行参数。这一步要通过运行Wince.bat来确定目标板的CPU和Bootloader对应的BSP,为特定的操作系统设计配置好所有的命令行环境变量。

(2)运行sysgen。这一步将创建Bootloader需要的静态库。

(3)编译Bootloader代码。编译最终将得到eboot.nb0和eboot.bin这2个Bootloader映像文件。

5.2 Bootloader的测试

Bootloader是系统启动后第一个运行的程序,因此它必须放在CPU上电和复位后立即运行的地址处。AT91SAM9261在上电和复位后是从物理地址0x00000000(片选0,Nor Flash 的起始地址)开始运行的。用FLASH下载工具将eboot.nb0下载到Nor Flash,通过串口连接开发板和上位机,打开超级终端,上电复位后,上面会显示Bootloader的版本号等信息和功能选择菜单,可以选择设置配置参数、下载或启动已经存在的操作系统映像等功能。在上位机上用WinCE操作系统定制工具Platform Builder定制一个操作系统映像,设置连接参数,即可通过网线将操作系统映像下载至目标板。从超级终端上显示的调试信息可以看出Bootloader的工作状况,如图5所示。

图5 Bootloader的功能选择菜单

6 结束语

本文致力于研究WinCE 5.0在基于AT91SAM9261的触摸屏控制器上的移植。BSP的开发在WinCE的移植中必不可少,而Bootloader的开发是其中关键的环节。目前,基于AT91SAM9261的WinCE 5.0 Bootloader已开发成功并通过调试,在此基础上开发的WinCE 5.0 BSP也已应用于触摸屏控制器。本文的研究成果对于基于不同硬件的WinCE Bootloader开发也具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 何宗键. Windows CE嵌入式系统[M]. 北京: 北京航空航天大学

出版社, 2006.

[2] 马学文, 朱名日, 程小辉. 嵌入式系统中Bootloader的设计与实

现[J]. 计算机工程, 2005, 31(7): 96-98.

[3] 邹莹, 魏洪兴, 王田苗. 基于NAND Flash的PXA270 Eboot启动

技术[J]. 计算机工程, 2007, 33(12): 277-279.

[4] 张冬泉, 谭南林, 王雪梅, 等. Windows CE实用开发技术[M].

北京: 电子工业出版社, 2006.

编辑任吉慧

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化工设备课程设计计算书(板式塔)

《化工设备设计基础》 课程设计计算说明书 学生姓名:学号: 所在学院: 专业: 设计题目: 指导教师: 2011年月日 目录 一.设计任务书 (2)

二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.设计小结 (13) 六.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔(或板式塔)设计。

设计题目: 各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目:填料塔(板式塔)DNXXX设计。 例:精馏塔(DN1800)设计 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 (1)根据《化工原理》课程设计,确定塔设备的型式(填料塔、板式塔); (2)根据化工工艺计算,确定塔板数目(或填料高度); (3)根据介质的不同,拟定管口方位; (4)结构设计,确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 (1)确定塔体、封头的强度计算。 (2)各种开孔接管结构的设计,开孔补强的验算。 (3)设备法兰的型式及尺寸选用;管法兰的选型。 (4)裙式支座的设计验算。 (5)水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 (1)完成塔设备的装配图设计,包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 (2)编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、原始资料 3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。 3.2参考资料: [1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京:化学工业出版社,2003. [2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]. [3] GB150-1998.钢制压力容器[S]. [4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M].北京:化学工业出版社,2002. [5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]. 4、文献查阅要求

Stm8s_IAP_Bootloader设计

项目实践2:Bootloader 1.项目介绍 在之前的例程和实践中,我们都是使用st-link调试下载的方式进行程序烧录。大家可能已经认识到这种烧录方式的弊端了。因为这种烧录方式首先必须要有以下几个工具或者软件: 1.烧录工具(不能芯片支持的工具不一样,有ST-Link,JTAG等) 2.已经安装了IDE(IAR或者SVD或者CCS等)或者与烧录工具匹配的烧录软件的电脑 3.烧录前后需要物理上电掉电(不建议ST-Link进行热插拔),即开/关电源. 也许大家会觉得,对于学习而言,这些都能忍受。但是如果真正做成产品,如果还是用这种方式进行升级,那代价就太大。举个例子吧,我之前的工作是开发和维护大功率的UPS(不间断电源),主要客户是一些大型企业,例如银行的数据中心,中国移动网络中心。UPS内 部有许多ARM芯片,DSP芯片。这类应用场合,即便给程序升级,客户也不会让你断电的,而且因为安全性要求,一般MCU,DSP都是在产品内部,根本无法对外开放烧录盒的烧录 接口。所以绝大部分嵌入式产品,都会开发Bootloader程序。 那么什么是Boot Loader呢?一般来说,嵌入式产品的软件都会分为两部分,第一部分 为Bootloader,第二部分为主程序(Main APP),它们存放在flash的不同区域。Bootloader 是上电或者复位以后先执行的,通过它,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,检测程序的完整性,判断是否需要从Bootloader跳转到APP或者更新APP。而主程序呢,则是真正用来实现产品面向客户的功能的。 通常呢,在Bootloader会实现一种或者一种以上的IAP方式,可能是UART,SPI,CAN 或者Ethernet等。本次例程呢,就是设计一个Bootloader,允许用户用电脑的串口+超级终 端实现烧录功能

单片机自编程及Bootloader设计

单片机自编程及Bootloader设计 Bootloader是在单片机上电启动时执行的一小段程序。也称作固件,通过这段程序,可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用应用程序准备好正确的环境。 Boot代码由MCU启动时执行的指令组成。这里的loader指向MCU的Flash中写入新的应用程序。因此,Bootloader是依赖于特定的硬件而实现的,因此,在众多嵌入式产品中目前还不可能实现通用Bootloader。 Bootloader的最大优点是:在不需要外部编程器的情况下,对嵌入式产品的应用代码进行更新升级。它使得通过局域网或者Intemet远程更新程序成为可能。例如,如果有5 000个基于MCU的电能表应用程序需要更新,电能表制造商的技术人员就可以避免从事对每一个电能表重新编程的巨大工作量,通过使用Bootloader的功能,由控制中心通过电能表抄表系统网络,远程对5 000个电表重新编程。可见,Bootloader功能对于嵌入式系统的广泛应用具有十分重要的意义。 1 78K0/Fx2系列单片机简介 78K0/Fx2系列是带CAN控制器的8位单片机,该系列单片机广泛应用于汽车电子,智能仪表等领域。其内置POC(可编程上电清零电路)/LVI(可编程低电压指示器),单电压自编程闪存,引导交换功能(闪存安全保护),具有低功耗、宽电压范围、超高抗干扰等性能。 78K0系列单片机支持自编程(Self-programming)。所谓自编程,是指用Flash存储器中的驻留的软件或程序对Flash存储器进行擦除/编程的方法。通过单片机的自编程功能,可以设计Bootloader程序,通过串口等通信接口实现对产品重新编程、在线升级的功能。 以μPD78F0881为例。μPD78F0881为78KO/Fx2系列中的一款44管脚单片机,内置32 KB Flash ROM,2 KB RAM,自带2个串行通信接口。其内部Flash结构。为了方便实现擦除和编程,人为地将整个Flash分成若干个block,每个block大小为1 KB。block为自编程库函数中空白检测、擦除、校验的最小单位。blockO从地址0000H开始,程序都从0000H 开始执行。block0~block3共4 KB存储空间为Bootloader程序存储区域。block4~block31为应用程序存储区域。 为了防止Bootloader自身的升级失败,设计了引导交换功能。该功能定义2个簇,即Boot cluster0和Boot cluster1。Boot clustee0为block0~block3的4 KB存储空间,Boot cluster1为block4~block7的4 KB存储空间。因此,实际运用过程中,一般把应用程序的开始定义在2000H,也就是从block8开始。 Flash地址为0000H~FFFFH。7FFFFH~FFFFH存储空间为保留区域以及特殊功能寄存器区域等,用户无法对其进行编程。 2 自编程 2.1 自编程环境 2.1.1 硬件环境 FLMDO引脚是78KO/Fx2系列单片机为Flash编程模式设置的,用于控制MCU进入编程模式。在通常操作情况下,FLMDO引脚下拉到地。要进入自编程模式,必须使FLMDO引脚置成高电平。因此,通过一个普通I/O接口控制FLMD0引脚的电平。。 2.1.2 软件环境 1)使用通用寄存器bank3,自编程库函数,需要调用通用寄存器bank3。因此,在自编程时,不能对通用寄存器bank3操作。

塔设备设计说明书精选文档

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《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院:木工学院 班级:林产化工0 8 学号: 035 036 姓名:万永燕郑舒元 分组:第四组

目录

前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便

塔设备设计说明书

《化工设备机械基础》 塔设备设计 课程设计说明书 学院:木工学院 班级:林产化工0 8 学号: 姓名:万永燕郑舒元 分组:第四组 目录 前言............................................................... 错误!未定义书签。 摘要 (2) 关键字 (2) 第二章设计参数及要求 (2) 1.1符号说明 (2) 1.2.设计参数及要求 (3) 3 3 第二章材料选择 (4) 2.1概论 (4) 2.2塔体材料选择 (4) 2.3 裙座材料的选择 (4) 第三章塔体的结构设计及计算 (5) 3.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 3.2 塔设备质量载荷计算 (5) 3.3 风载荷和风弯矩 (6) 3.4 地震弯矩计算 (7) 3.5 各种载荷引起的轴向应力 (7) 3.6 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (8) 3.7 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (9) 3.7.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (9) 9 3.8塔设备结构上的设计 (10) 10 10 板式塔的总体结构 (11) 小结 (11) 附录 (11) 附录一有关部件的质量 (11)

附录二矩形力矩计算表 (12) 附录三螺纹小径与公称直径对照表 (12) 参考文献 (12) 前言 摘要 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便 关键字 塔体、封头、裙座、。 第二章设计参数及要求 1.1符号说明 Pc ----- 计算压力,MPa; Di ----- 圆筒或球壳内径,mm; [Pw]-----圆筒或球壳的最大允许工作压力,MPa; δ ----- 圆筒或球壳的计算厚度,mm; δn ----- 圆筒或球壳的名义厚度,mm; δe ----- 圆筒或球壳的有效厚度,mm;

tms320c6000系列二次bootloader的设计与实精)

TMS320C6000系列二次Bootloader的设计与实 (精) TMS320C6000系列二次Bootloader的 设计与实现,DSP,二次 Bootloader,Flash存储器,中断向 引言随着DSP(数字信号处理器)系统的广泛应用,其程序规模也随之不断扩大,使用芯片本身自带的Boot-loader通过Flash存储器来引导DSP程序,往往受到程序大小和结构的制约,比如程序很大超过厂商固化boot的范围,再如中断向量表的不同位置对程序boot跳转的影响,等等,因此越来越需要更加灵活的引导方式。系统上电后,由引导程序将DSP的应用程序从该存储器引导到DSP应用板上的高速存储器(如内部SRAM、SDRAM等)中。由于Flash存储器具有 引言 随着DSP(数字信号处理器)系统的广泛应用,其程序规模也随之不断扩大,使用芯片本身自带的Boot-loader通过Flash存储器来引导DSP程序,往往受到程序大小和结构的制约,比如程序很大超过厂商固化boot的范围,再如中断向量表的不同位置对程序boot跳转的影响,等等,因此越来越需要更加灵活的引导方式。 系统上电后,由引导程序将DSP的应用程序从该存储器引导到DSP应用板上的高速存储器(如内部SRAM、SDRAM等)中。由于Flash存储器具有电信号删除功能,且删除速度快,集成度高,因此已成为此种存储器的首选。由于Flash存储器的存取

速度较慢,写入Flash存储器的程序将在系统上电时被DSP装载到快速的存储器中运行,这个过程称为Boot loader。不同的DSP有不同的引导方式。以TI公司TMS320C6000系列芯片为例,自举方式有3种:无自举(No Boot),CPU直接开始执行地址0处的指令;主机自举(Host Boot),系统复位后主机通过CPU的HPI(主程序设计接口)初始化DSP的存储空间;ROM自举(ROM Boot),DMA控制器从CEl 空间复制固定长度程序的地址0处,然后从地址0处开始执行。对于620x/670x DMA,复制64 kB数据从CEl到地址0;而对于621x/671x EDMA,复制1 kB数据从CEl地址开始到地址0。 关于TI公司的C6000芯片二次Bootloader在许多文献都介绍过,包括二次Bootloader的PLL、EMIF的设置和搬移表的设置和Flash存储器的烧写过程,但是对于有中断向量表的二次Bootloader实现的文献很少。本文以TI公司高性能DSP的代表作TMS320C6000系列芯片为例,介绍了一种带中断向量表的二次Bootloader 的新途径,从而为TMS320C6000系列DSP的开发提供了一种新的思路。该方法在实际中得到具体应用,系统运行稳定可靠。 1 二次Bootload的过程 TMS320C6713是TI公司推出的TMS320C67xx系列浮点DSP中最新的一种芯片。TMS320C6713每周期可以执行8条32位指令;支持32/64位数据;具有最高225MHz的运行速度和1800 MIPs(百万次运算每秒)或1350 MFLOPS(百万次浮点运算每秒)的处理能力;同时是有强大的外设支持能力;EMIP(外部存储器接口)可以很方便地与SDRAM、SBSRAM、Flash存储器、SRAM等同步和异步存储器相连,16位EHPI接口可以与各种处理器接口;另外,还有优化的多通道缓存串口和多通道音频串口,这些外部接口使设计人员可以很容易实现自己的应用系统。 在选择ROMBoot方式时,RESET由低变高后,C6713的CPU内核处于复位状态,而C6713的其他部分则开始工作,此时EMIF的CEl空间根据ROM Boot的方式

板式塔设计计算说明书

一、设计任务 1. 结构设计任务 完成各板式塔的总体结构设计,绘图工作量折合A1图共计4张左右,具体包括以下内容: ⑴各塔总图1张A0或A0加长; ⑵各塔塔盘装配及零部件图2张A1。 2. 设计计算内容 完成各板式塔设计计算说明书,主要包括各塔主要受压元件的壁厚计算及相应的强度校核、稳定性校核等内容。 二、设计条件 1. 塔体内径mm 2000=i D ,塔高m 299.59H i =; 2.设计压力p c =2.36MPa ,设计温度为=t 90C ?; 3. 设置地区:山东省东营市,基本风压值q 0=480Pa ,地震设防烈度8度,场地土类别III 类,地面粗糙度是B 类; 4. 塔内装有N=94层浮阀塔盘;开有人孔12个,在人孔处安装半圆形平台12个,平台宽度B=900m m ,高度为1200m m ; 5. 塔外保温层厚度为δs =100m m ,保温层密度ρ2=3503m /kg ; 三、设备强度及稳定性校核计算 1. 选材说明 已知东营的基本风压值q 0=480Pa ,地震设防烈度8度,场地土类别III 类;塔壳与裙座对接;塔内装有N=94层浮阀塔盘;塔外保温层厚度为δs =100m m ,保温层密度ρ 2=350 3m /kg ;塔体开有人孔12个,在人孔处安装半圆形平台12个,平台宽度B=900m m , 高度为1200m m ;设计压力 p c =2.36MPa ,设计温度为=t 90C ?;壳 3m m ,裙座厚度附加量2m m ;焊接接头系数取为0.85;塔内径mm 2000=i D 。 通过上述工艺条件和经验,塔壳和封头材料选用Q345R 。对该塔进行强度和稳定计算。 2. 主要受压元件壁厚计算

单片机自编程及Bootloader设计

?Bootloader是在单片机上电启动时执行的一小段程序。也称作固件,通过这段程序,可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用应用程序准备好正确的环境。 Boot代码由MCU启动时执行的指令组成。这里的loader指向MCU的Flash中写入新的应用程序。因此,Bootloader是依赖于特定的硬件而实现的,因此,在众多嵌入式产品中目前还不可能实现通用Bootloader。 Bootloader的最大优点是:在不需要外部编程器的情况下,对嵌入式产品的应用代码进行更新升级。它使得通过局域网或者Intemet远程更新程序成为可能。例如,如果有5 000个基于MCU的电能表应用程序需要更新,电能表制造商的技术人员就可以避免从事对每一个电能表重新编程的巨大工作量,通过使用Bootloader的功能,由控制中心通过电能表抄表系统网络,远程对5 000个电表重新编程。可见,Bootloader功能对于嵌入式系统的广泛应用具有十分重要的意义。 1 78K0/Fx2系列单片机简介 78K0/Fx2系列是带CAN控制器的8位单片机,该系列单片机广泛应用于汽车电子,智能仪表等领域。其内置POC(可编程上电清零电路)/LVI(可编程低电压指示器),单电压自编程闪存,引导交换功能(闪存安全保护),具有低功耗、宽电压范围、超高抗干扰等性能。 78K0系列单片机支持自编程(Self-programming)。所谓自编程,是指用Flash存储器中的驻留的软件或程序对Flash存储器进行擦除/编程的方法。通过单片机的自编程功能,可以设计Bootloader程序,通过串口等通信接口实现对产品重新编程、在线升级的功能。 以μPD78F0881为例。μPD78F0881为78KO/Fx2系列中的一款44管脚单片机,内置32 KB Flash ROM,2 KB RAM,自带2个串行通信接口。其内部Flash结构如图1所示。为了方便实现擦除和编程,人为地将整个Flash分成若干个block,每个block 大小为1 KB。block为自编程库函数中空白检测、擦除、校验的最小单位。blockO从地址0000H开始,程序都从0000H开始执行。block0~block3共4 KB存储空间为 Bootloader程序存储区域。block4~block31为应用程序存储区域。

stm32f103rb的bootloader软件安全设计方案

STM32F103RB的Bootloader软件安全设计 方案 时间:2009-10-19 12:31:50 来源:单片机与嵌入式系统作者:深圳大学林郭安黄强许文焕 引言 随着嵌入式系统产品的发展,其功能趋向系统化、复杂化,不同场合和具体应用对产品的升级维护提出了更多的需求。厂商针对这一问题普遍采用。Bootloader引导应用程序结构的嵌入式软件,在产品升级和维护过程中只需提供升级程序包由Bootloader在升级模式下更新产品的应用程序,即可快捷地实现产品升级。 一直以来,嵌入式软件的安全和知识产权保护是厂商面对市场竞争着重关心的焦点。嵌入式系统处理器的有限硬件资源和高效率要求使得其难以应用复杂和大运算量的加密算法,对代码的保护更多依赖于硬件,这往往具有很多潜在的安全隐患。本文就.Bootloader引导应用程序结构的软件在STM32F103RB芯片上应用时,遭到篡改攻击后所面临的代码泄漏风险进行研究和验证,并提出了改进Bootloader的安全设计方案,加强代码的安全性。 1 篡改攻击风险研究 1.1 研究的意义 嵌入式系统产品的开发往往成本高、开发周期长,一旦产品中的嵌入式软件被抄袭或盗窃都将给厂商带来巨大的损失。随着嵌入式处理器设计技术的发展,对片内Flash 中的代码保护也日渐完善。芯片在保护状态下,可以完全禁止通过调试接口或SRAM中运行的程序读取Flash内容,但产品阶段保存在Flash中的代码运行时对自身的读取是允许的,如果非法使用者通过特殊手段篡改了Flash中的部分代码为非法读取程序,并使之在Flash 中成功运行,将使产品代码发生部分泄漏,这就是产品面临的篡改攻击风险。针对这一风险的研究在实际应用中显得十分重要。 ST公司推出的STM32系列微处理器采用ARM新一代Cortex-M3内核,其中增强型的STM32F103RB具有72 MHz主频、20 KB片内SRAM、128 KB片内Flash以及丰富的接口资源,可以很好地满足广泛的嵌入式产品的应用需求。较低的芯片价格和简单的开发方式使之应用前景非常广阔,对该芯片上代码的安全研究也具有深远意义。 1.2 风险研究 Bootloader引导应用程序结构的嵌入式软件可以满足产品功能升级和维护的需求,在实际应用中被厂商普遍采用。Bootloader程序是在系统上电复位后在Flash中首先执行的一小段代码,其基本功能模块如图1所示。

板式塔设计

设计 塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行;还要能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。因此,蒸馏和吸收操作可在同样的设备中进行。 根据塔内气液接触部件的结构型式,塔设备可分为板式塔与填料塔两大类。 板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在各块板面上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。 填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下;气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续地变化。 目前在工业生产中,当处理量大时多采用板式塔,而当处理量较小时多采用填料塔。蒸馏操作的规模往往较大,所需塔径常达一米以上,故采用板式塔较多;吸收操作的规模一般较小,故采用填料塔较多。 本章重点介绍板式塔的塔板类型,分析操作特点并讨论浮阀塔的设计,同时还介绍各种类型填料塔的流体流体力学特性和计算。 第1节板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备。在一个圆筒形的壳体内装有若干层按一定间距放置的水平塔板,塔板上开有很多筛孔,每层塔板靠塔壁处设有降液管。气液两相在塔板内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔的空塔气速很高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,造价低,检修、清理方便 3.1.1塔板类型 按照塔内气液流动的方式,可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。 错流塔板:塔内气液两相成错流流动,即流体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层,但对整个塔来说,两相基本上成逆流流动。错流塔板降液管的设置方式及堰高可以控制板上液体流径与液层厚度,以期获得较高的效率。但是降液管占去一部分塔板面积,影响塔的生产能力;而且,流体横过塔板时要克服各种阻力,因而使板上液层出现位差,此位差称之为液面落差。液面落差大时,能引起板上气体分布不均,降低分离效率。错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。 逆流塔板亦称穿流板,板间不设降液管,气液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。栅板、

基于MC9S12XS128 的BootLoader设计

基于MC9S12XS128 的BootLoader 设计 前言 接触飞思卡尔芯片大概有4个月的时间了,对这款16位寄存器有了一定的了解,但是因为飞思卡尔单片机的资料特别少,bootloader相关资料几乎没有,为此写下这篇设计书,方便大家学习参考交流,其中有不对的地方还请大家批评指正。本设计书主要讲解bootloader的实现过程,需对飞思卡尔16位单片机有一定的基础,了解该系列芯片的开发环境CodeWarrior5.1。 一、BootLoader的基石Prm 文件 我们在用CodeWarrior创建一个工程后会产生很多文件,其中有一个连接用的Prm文件,他的位置如图1.1所示。 图1.1 Codewarrior的Prm文件是用来划分代码段、数据段的,这类似于liunx中的连接脚本文件。程序一开始是进行初始化,然后跳转到main函数执行的,这段代码全部放在了ROM_C000处,而ROM_C000对应的地址是0xC000 到0xFEFF,具体实现代码如图1.2所示。第一部分是指明ROM_C000对的地址,第二部分是指明代码所存放的位置是ROM_C000。 我们知道bootloader和app必须在不同的ROM区域,bootloader接收到上位机发送的程序,先将其存储,后再跳转到app位置执行,所以prm文件可以帮我们实现bootloader与app程序的分离。 具体实现方法如下: 1、将原来的ROM_C000分成两个部分,ROM_BootLoader和ROM_App,因为bootloader代码较小需要保护,所以将其地址设置成0xf000-0xfeff,App的地址设置成0xc000-0xefff,这样这两块的总地址大小正好是原ROM_C000的大小。

飞思卡尔关于Bootloader的设计

Implement UART Boot-loader On Coldfire V1 Products Paul Zhang, Freescale Shanghai. (paul.zhang@https://www.360docs.net/doc/b23367423.html,) Boot-loader is commonly needed when designing such an embedded system which requires frequent firmware upgrade in the field or via remote. Most of Freescale’s flash based microcontrollers are capable to do flash-programming in the application and on-the-fly. The newly released Coldfire V1 core 32-bit MCU is no exception. This article is aimed at revealing some implementation details to design a boot-loader via conventional UART data port. We’ll use the 1st released V1 part MCF51QE128 and its accompanied evaluation board DEMOQE128 (Figure-1) as hardware platform to test and demonstrate the application. This demo board is easily orderable via 3rd party P&E Microcomputer System (https://www.360docs.net/doc/b23367423.html,/). We use Freescale’s own software IDE CodeWarrior as the software development platform. The latest version who supports CF V1 parts is CW V6.1. You can download a special edition free of charge after logged or registered in Freescale’s web site: https://www.360docs.net/doc/b23367423.html,/ 1. Simple theory of Boot-loader Boot-loader by any means is just a section of specially designed executable code which resides in a carefully allocated memory area in a chosen MCU. It’ll be largely, if not absolutely, transparent to normal user application code flow. However, once activated by some pre-set conditions, it can take over the full control of all MCU resources, receive new code data via any possible communication channels, re-program the partial or even entire Flash code memory and finally kick off a brand new application code to run with the same hardware system. 2. Introduction of V1 memory map Before designing a boot-loader on a specific MCU, it’s essential to fully understand its memory map. We need to put the boot-loader at a specific memory area where it has least intrusion to normal user application code. We must well understand how the reset & interrupt vector scheme works on this particular MCU so that the boot-loader can manipulate some or all vectors behind the scene to give the highest efficiency and flexibility for user applications. Figure-2 shows the entire memory map on MCF51QE128. In overall it has 128K bytes on-chip Flash memory and 8K DEMOQE128 Figure-1 Memory map on MCF51QE128 Figure-2

(整理)板式塔设计指导书.pdf

化工原理课程设计指导书–––––板式精馏塔的设计 黄文焕

目录 绪论 (4) 第一节概述 (9) 1.1精馏操作对塔设备的要求 (9) 1.2板式塔类型 (9) 1.2.1筛板塔 (10) 1.2.2浮阀塔 (10) 1.3精馏塔的设计步骤 (10) 第二节设计方案的确定 (11) 2.1操作条件的确定 (11) 2.1.1操作压力 (11) 2.1.2 进料状态 (11) 2.1.3加热方式 (11) 2.1.4冷却剂与出口温度 (12) 2.1.5热能的利用 (12) 2.2确定设计方案的原则 (12) 第三节板式精馏塔的工艺计算 (13) 3.1 物料衡算与操作线方程 (13) 3.1.1 常规塔 (13) 3.1.2 直接蒸汽加热 (14) 第四节板式塔主要尺寸的设计计算 (15) 4.1 塔的有效高度计算 (16) 4.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算 (19) 4.2.1 溢流装置的设计 (19) 4.2.2 塔板设计 (26) 4.2.3 塔板的流体力学计算 (29) 4.2.4 塔板的负荷性能图 (34) 第五节板式塔的结构 (35) 5.1塔的总体结构 (35) 5.2 塔体总高度 (35) 5.2.1塔顶空间H D (35) 5.2.2人孔数目 (35)

5.2.3塔底空间H B (37) 5.3塔板结构 (37) 5.3.1整块式塔板结构 (37) 第六节精馏装置的附属设备 (37) 6.1 回流冷凝器 (38) 6.2管壳式换热器的设计与选型 (38) 6.2.1流体流动阻力(压强降)的计算 (39) 6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (40) 6.3 再沸器 (40) 6.4接管直径 (41) 6.4加热蒸气鼓泡管 (42) 6.5离心泵的选择 (42) 附:浮阀精馏塔设计实例 (43) 附1 化工原理课程设计任务书 (43) 附2 塔板的工艺设计 (43) 附3 塔板的流体力学计算 (57) 附4 塔附件设计 (64) 附5 塔总体高度的设计 (67) 附6 附属设备设计(略) (68)

板式塔的设计

板式塔的设计 板式塔的设计包括塔高的计算、塔径的确定、溢流装置的结构尺寸、板面布置、塔板校核及负荷性能图绘制等项内容。 一、板式塔的工艺计算 (1)选定塔顶、塔底产品浓度(有时由设计任务书给出),进行全塔物料衡算,列出物料衡算总表。 (2)确定冷凝器、塔顶、塔底的操作压力。 (3)确定塔顶、塔底温度。 (4)选定进料状态,定出进料温度。 (5)在已定的操作压力下,作出x-y相平衡曲线。 (6)求出最小回流比。 (7)确定适宜的操作回流比。 (8)计算所需的理论板数及进料位置。 (9)确定全塔效率,算出精馏段、提馏段实际塔板数。 (11)计算塔顶冷凝器及塔底再沸器的热负荷,求出塔顶、塔底所需冷却剂量及加热蒸汽用量,列出全塔热量衡算总表。 二、筛孔塔板的设计参数 液体在塔板上的流动型式确定之后,完整的筛板设计必须确定的主要结构参数有: ①塔板直径D ②板间距H T ③溢流堰的型式,长度 l和高度w h w ④降液管型式及降液管底部与塔板间距的距离 h o ⑤液体进、出口安定区的宽度和边缘区宽度 ⑥筛孔直径 d和孔间距0t 三、筛孔塔板的设计程序 1、板间距的选择和塔径D的初步确定 初选板间距H T,取板上清液层高度h l=50-100mm之间,计算最大允许气速

u max ,根据泛点百分率计算出设计气速u 和所需气体流通面积n A ,u V A S n = ,按 下表1选择塔板流型,并取堰长kD l w =,通常单流型可取k=0.6~0.8,双流型取k=0.5~0.7。对容易发泡的物系k 可取得高一些,以保证液体在降液管内有更长的停留时间。由教材图8-17查得溢流管面积f A 和塔板总面积T A 之比,即 T n T T f A A A A A -= ,然后求得塔板总面积T A ,根据π T A D 4= 求得D ,按塔设备系 列化规格,将D 进行圆整。当塔径小于1m 时,按100mm 递增,当塔径大于1m 时,按200mm 递增。 s V 为气体的体积流量 m 3/s , s V 需要按精馏段和提馏段分开计算,最后根据 塔径的大小确定均能满足要求的塔径。 表1 选择液流型式的参考 2、塔高的确定 板式塔的高度为气液接触有效高度与塔顶、塔底空间高度三部分之和。其中有效段高度:Z=(N-N F -N P -1)H T + N F H F + N P H P + H D + H B 式中N 为实际塔板数, N F --进料板数,H T 为板间距, H F —进料板处板间距, N P —人孔数,一般每隔6—8层塔板设一人孔,需经常清洗时每隔3—4块塔

化工设备课程设计计算书(板式塔)

目录 一.设计任务书 (2) 二.设计参数与结构简图 (4) 三.设备的总体设计及结构设计 (5) 四.强度计算 (7) 五.参考文献 (14) 一、设计任务书 1、设计题目 根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔设计。 2、设计任务书 2.1设备的总体设计与结构设计 (1)根据《化工原理》课程设计,确定塔设备的型式; (2)根据化工工艺计算,确定塔板数目(或填料高度); (3)根据介质的不同,拟定管口方位; (4)结构设计,确定材料。 2.2设备的机械强度设计计算 (1)确定塔体、封头的强度计算。 (2)各种开孔接管结构的设计,开孔补强的验算。 (3)设备法兰的型式及尺寸选用;管法兰的选型。 (4)裙式支座的设计验算。 (5)水压试验应力校核。 2.3完成塔设备装配图 (1)完成塔设备的装配图设计,包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。 (2)编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。 3、设计成果

1、提交设计说明书一份。 2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1) 二. 设计参数与结构简图 1、设计参数 精馏塔设计的工艺条件由化工原理课程设计计算而得。 工作温度°C:120 设计温度°C:150 工作压力MPa:0.1 设计压力MPa:0.11 塔体内径mm:1800 塔板数块:38 介质:苯-甲苯混合物 2、结构简图 图1 精馏塔结构简图 三. 精馏塔的总体设计及结构设计 1、根据《化工原理》课程设计,确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)。 本设计的精馏塔型式为板式塔

2、根据化工工艺计算,确定塔板数目(或填料高度)。 由化工工艺计算塔板数目为30块 3、根据介质条件的不同,拟定管口方位。 4、结构设计,设备法兰的型式及尺寸选用,管法兰等零部件选型。 1)零部件材料的选取 根据精馏塔工艺条件(介质的腐蚀性、设计压力、设计温度)、材料的焊接性能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材: 塔体:16MnR 封头:16MnR 接管:20 塔盘、底座:Q235-B 容器法兰:16MnR 管法兰:16MnII 材料许用应力[]t (MPa)

板式塔设计任务书

《化工设备机械基础课程设计》 设计任务书 班级:姓名:学号:指导教师: 一、设计时间安排 从第16周(2012年06月05日)至第18周(2012年06月20日) 二、设计内容安排 1. 塔设备的结构设计 包括:塔盘结构,塔底、塔顶空间,人孔数量及位置,仪表接管选择、工艺接管管径计算等。 2. 塔体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 (1)根据设计压力初定壁厚; (2)计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷及偏心载荷; (3)计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力; (4)计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力,并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和裙座水压试验应力校核 4. 裙座结构设计及强度校核 包括:裙座体、基础环、地脚螺栓 5. 编写设计计算书一份 6. 绘制3号装配图一张 三、设计条件 设备类型:浮阀塔设备(塔顶无偏心载荷); 设置地区环境: 基本风压:qo=400N/㎡; 设计地震烈度:7度; 场地土:Ⅱ类。 设计参数: 1.塔体内径Di=1400 mm,1600mm,1800mm 塔高取H=35000mm 2.工作压力Pc=1.1 MPa,1.2MPa,1.3MPa,1.4 MPa,1.5 MPa无安全泄放 装置。 工作温度t=100℃,150℃,200℃,250℃,300℃ 3.设置地区:北京。

4.塔内装有N=60层浮阀塔盘,每块塔盘上存留介质层高度为hw=100mm, 介质密度为ρ1=800kg/m3,板间距HT=400m。 5.沿塔每高5m左右开设一个人孔,人孔数为7个,相应在人孔处安装半圆 形平台7个,平台宽度为B=800mm,高度为1000mm。 6.塔外保温层厚度为δe=100mm,保温材料密度为ρ2=300kg/m3 7.塔体与裙座悬挂一台再沸器,其操作质量为me=4000kg,偏心距 e=2000mm 8.塔体封头材料可以选择16Mn,16MnR。 9.裙座材料可选用Q235-A,Q235-B 10.塔体与裙座采用对接焊,塔体焊接接头系数φ=0.85 11.筒体与封头附加厚度C1按钢板厚度确定,C2重度腐蚀情况。 四、设计要求 1.学生要按照任务书要求,独立完成塔设备的机械设计; 2.设计计算书一律采用A4纸,图纸一律采用Auto CAD绘制; 3.画图结束后,将图纸按照统一要求折叠,同设计计算书一同在设计期间 最后一天的17点前,由班长负责统一交到化工教研室304。 4.根据设计计算书、图纸及平时表现综合评分。 五、设计说明书的内容 1.符号说明 2.前言 (1)设计条件; (2)设计依据; (3)设备结构形式概述。 3.材料选择 (1)选择材料的原则; (2)确定各零、部件的材质; (3)确定焊接材料。 4.绘制结构草图 (1)按照工艺要求,绘制工艺结构草图; (2)确定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置,以单线图表示; (3)标注形位尺寸。 5.塔体及裙座壁厚设计 (1)筒体、封头及裙座壁厚设计; (2)焊接接头设计; (3)压力试验验算。 6.标准化零、部件选择及补强计算: (1)接管及法兰选择:根据结构草图统一编制表格。内容包括:代号,

板式塔计算

板式塔计算 板式塔的结构设计及计算 2.1 : 塔体与裙座的机械设计条件 如下:1.塔体内径D=2000mm,塔体高度近似计算 H=40000mm,计算压力Pc=1.0Mpa,计算温度t=300C. 2.设置地区:基本风压=400N/;地震防裂度为8度,场地土类:B类。 3.塔内装有N=70快浮法塔板,每块塔板上存留介质层高度为=100mm,介质密度=950kg/,沿塔每高5米左右开设一个人孔,人孔数为8个,相应的人孔安置半圆形平台8个,平台宽度B=900mm,高度为1000mm。 4.塔外保温层厚度=95mm,保温材料密度=300kg/. 5.塔体与裙座之间悬挂一台再沸器,其操作质量 =400kg,偏心距e=2000mm。 6. 塔体与封头材料选用16MnR,,其=144MPa, =170MPa, =345MPa, =1.8MPa。 7.裙座材料选用Q235—B。 8.塔体与裙座对接焊接,塔体焊接接头系数=0.85。 9.塔体与封头壁厚附加量取c=2mm,裙座壁厚附加量取c=2mm。 2.2 按压力计算塔体厚度:

===8.2mm, C=2mm,圆整后=12mm; 2.3 封头厚度计算: ===8.19mm, C=2mm,圆整后取=12mm; 2.4 塔设备质量载荷计算: 2.4.1 筒体圆筒,封头,裙座质量 圆筒质量=59635.86=21372.56kg; 封头质量=4382=876kg 裙座质量=5963.08=1835.68kg 群体裙座质量=+ +=21372.56+876+1835.68=24084.24kg; 注:1.塔体圆筒的总高度=35.86m; 2.查得DN2000,厚度12mm的圆筒每米质量为596kg; 3.查得DN2000,厚度12mm的椭圆形封头质量取438kg,(其中封头曲面深度500mm,直边高度40mm;) 4.裙边高度3080mm(厚度=12mm) 2.4.2 塔内件质量 ==0.78547570=16485kg 注:1.由表查得浮阀塔板每平方米的质量为75kg。2.4.3 保温材料的质量 ==0.785=7282.9kg

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