(完整版)双螺杆挤压机设计说明书

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螺杆设计说明书

螺杆设计说明书1.螺杆挤出机基本参数确定1.1螺杆区域划分及材料螺杆分为三部分：加料段，塑化段和挤出段。

机器的生产能力很大程度上取决于加料段的进料能力和挤出段的基础能力，胶料的混炼，塑炼质量则直接与塑化段的塑化能力有关。

选用38CrM0AlA。

1.2螺杆直径本设计螺杆直径D=60mm1.3螺杆长径比长径比是螺杆工作部分长度L与直径D之比。

L/D较大，有利于胶料的均匀混合和塑化，并可使胶料升温过程变得缓和，为提高螺杆转速提供了可能性，有利于提高产量；但L/D过大，螺杆机加工的难度也增大，功率消耗也相应增加，易焦烧，还会造成螺杆端部与机筒之间的间隙不均，严重时产生与衬套刮研，影响设备的使用和产量。

经分析，本设计选长径比为L/D=6，即L=360mm。

1.4螺杆转速的确定螺杆转速是螺杆挤出机的重要参数，它影响挤出机的产量、功率消耗、挤出质量等方面。

（1）转速与产量的关系随着转速的增加，产量上升，在相当一段转速区间内，产量与转速成正比。

当转速过高时，产量上升速率下降，因为转速增大，胶温随之提高，喂料段摩擦力减小、挤出段的胶料粘度下降，漏流量增加，结果是喂料和挤出能力都下降，导致产量上升的速率下降。

（2）转速与功率的关系转速增加，电机功率也增加，但随转速增加的速率下降。

（3）转速与挤出压力的关系随着螺杆转速的增加，挤出压力也增加，但不十分显著。

挤出压力增加有利于提高挤出半制品的致密性。

但挤出压力过高时，会由于胶料的温升过高，破坏操作的稳定性。

（4）转速与胶料塑化、升温的关系随着螺杆转速的增加，胶料运动速度梯度增大，有利于胶料的撕裂、剪切、搅拌、塑化。

但转速过高，胶料发热量过大，当冷却不好时，易形成早期硫化。

（5）转速与电能单耗的关系挤出1kg重量胶料所消耗的功率称之电能单耗。

电能单耗与转速间的关系，视具体操作条件而定。

通常普通冷喂料挤出机螺杆转速越高，电能单耗越大，而冷喂料销钉机筒挤出机螺杆转速越高，电能单耗越小。

锥形双螺杆挤出机螺杆设计

锥形双螺杆挤出机螺杆设计摘要：随着高分子新材料市场需求的不断扩大，对高分子材料成型加工工艺的要求越来越高。

目前，高分子材料成型加工的方法主要有热压成型、注射成型、压延成型、吹塑成型和挤出成型等。

其中，挤出成型是高分子材料加工领域中塑化效果好、适应性强、生产率高、可连续化生产的成型加工方法。

高分子材料的性能和形状可以千差万别，成型工艺各不相同。

目前市场上的成型加工设备主要有开炼机、密炼机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。

本文中，主要探讨了锥形双螺杆挤出机的螺杆设计。

关键词：双螺杆挤出机；螺杆设计前言随着我国工业的快速发展，高分子材料越来越多的被广泛应用到日常生活中各个领域，大量的钢铁制品由于其自身的局限性和缺点而被橡胶制品和塑料制品取而代之，如汽车零部件、家电外壳、建筑材料等。

人们对橡胶和塑料制品的需求不断增多，因此高效且连续的生产工艺是必要的，从而推动了挤出成型技术的发展，增大了挤出机的市场需求。

挤出成型工艺适用于大部分高分子材料，几乎能成型所有的热塑性塑料，也可用于部分热固性塑料。

挤出机其结构和性能对于加工材料的性能的影响至关重要。

因此本文对一款锥形双螺杆挤出机（QE31A挤出机）的结构与性能进行探究。

1 双螺杆挤出机的结构及工作原理双螺杆挤出机组的整体结构和单螺杆挤出机的差不多，组成部分都是主机、机头和辅机。

二者的区别主要是在主机上，主机也就是我们所说的双螺杆挤出机。

而单独的一台机器并不能完成所有的任务，必须用辅机进行配合生产，组成一条完整的生产线。

双螺杆挤出机的性能衡量指标有很多，例如所生产产品的产量、能耗、产品质量等，同样，一条生产线所包含的机械设备又多了牵引机、切割机等，所以生产效率不仅仅受同向双螺杆挤出机影响，但是主机对生产效率的提升具有决定性作用。

如图1所示，双螺杆挤出机主机主要是由电机、传动装置、控制系统、挤压腔等组成。

1.主电机；2.传动箱；3.控制系统；4.底座；5.挤出腔及螺杆；6.出料装置；7.切割图1 典型双螺杆挤出主机性能特点：能把物料强制挤，物料不易降解，物料塑化能力强、混炼效果好、受到的剪切力小、可以直接成型，粉料类物料可以直接加入料斗，使用专用模具、品牌厂家生产，保证制品出料均匀、流畅、废次品率低、产量高。

反向旋转型双螺杆挤压机及挤压部件的毕业设计

摘要本文先分析了膨化食品的市场需求和生产现状，并初步探讨了挤压机生产膨化食品的工艺可行性；提出了用双螺杆挤压机生产膨化食品的工艺流程。

在现有挤压机的基础上，并参考了国内外比较成熟的挤压机设计方法，根据膨化食品的特性和生产膨化食品的特殊工艺要求，对挤压机的关键部位进行了相应的设计。

本文详细的介绍了挤压机的主要零部件传动箱、螺杆、机筒等的结构设计，并进行了相应的校核计算；对主要传动零部件如传动箱大小齿轮，带轮，从动轴，键等进行了设计和强度校核，并对轴承承载能力进行了校核计算;本文还涉及了挤压机一些辅助元件如加料系统，加热冷却装置，模头的选择要求,并进行了简单的设计。

最后，本文介绍了一些关于挤压机的安装，操作，控制和维护等方面的内容。

关键词：膨化食品；挤压混炼；反向旋转双螺杆挤压机ABSTRACTIn this page, the market need of the Puffed food and the condition of the production is analyzed first.And from theoretically, we studied the technique possibility to produce the Puffed food. We expounded the specialty and working elements of the twin-screw extruder and pointed working flow to produce the Puffed food with twin-screw extruder. In the base of the extruders in existence, we referenced the mature means of extruder design in our country and abroad and based the characteristic of Puffed food and the special working craftwork requires, then, we Designed the key structure of extruder. In this text, we introduced the structure design of extruder in detail, particular to the major parts: assignment tank, screw, barrel and systems analysis and calculating. To those important transmission parts: the big gear and the small gears in assignment tank, strip wheel, driving spindle, key, we made a design and check the intensity. And we calculate and check the carrying capacity of the bearing particularly. We also refer to the choosing requirements of the accessories: heating and cooling system, die, knife equipment, and made a simple design. In the end of the text, the installing, operation, controlling and repairing of the extruder were also introduced.Key words:Puffed food, extrusion mixing and shaping, Counter-rotation twin -screw extruder目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)目录 (VI)1 绪论 (1)1.1 挤压技术介绍 (1)1.1.1 挤压技术在食品生产中的应用 (1)1.1.2 挤压技术在食品生产中的发展状况 (1)1.1.3 挤压机生产膨化食品 (1)1.1.4 挤压膨化原理 (2)1.2 挤压机的发展 (2)1.2.1 国内外挤压机的发展状况 (2)1.2.2 双螺杆挤压机的前景和未来 (2)1.3 本课题应达到的要求 (2)2 反向旋转型双螺杆挤压机的简介 (4)2.1 反向旋转型双螺杆挤压机的特点及应用 (4)2.1.1 反向旋转型双螺杆挤压机的特点 (4)2.1.2 双螺杆挤压机在食品工业中的应用 (4)2.2 双螺杆挤压机的工作原理 (5)2.2.1 挤压原理 (5)2.2.2 挤压加工系统 (6)2.3 总体结构设计 (6)3 反向旋转型双螺杆挤压机的设计 (8)3.1 螺杆的设计及计算 (8)3.1.1 螺杆结构设计 (8)3.1.2 双螺杆的有关计算 (9)3.1.3 螺杆的强度校核 (13)3.2 机筒的设计及计算 (16)3.2.1 机筒结构形式 (16)3.2.2 料口结构设计 (16)3.2.3 机筒材料的选择 (16)3.2.4 机筒的连接方式 (17)3.3 传动系统的简单设计 (17)3.3.1 传动系统设计 (18)3.3.2 电动机的选用 (18)3.3.3 螺杆推力的传递和拉杆强度校核 (18)3.4 辅助零部件设计计算 (19)3.4.1 加料系统设计计算 (19)3.4.2 加热与冷却系统的设计 (22)3.4.3 模头装置的设计 (24)3.4.4 润滑油的选用 (25)3.5 双螺杆挤出机辅助系统的设计 (25)3.5.1 定量给料系统 (25)3.5.2 恒温系统 (26)3.5.3 冷却系统 (26)3.5.4 真空排气系统 (26)3.5.5 电气控制系统 (26)4 挤压加工系统的安装、操作与维护 (28)4.1 挤压加工系统的安装 (28)4.1.1 挤压机的安装基础 (28)4.1.2 调整挤压机水平 (28)4.1.3 机筒的安装 (28)4.1.4 螺秆的装拆 (28)4.1.5 模头的安装 (28)4.2 挤压加工系统的操作 (28)4.2.1 挤压机的开车 (28)4.2.2 开车操作注意事项 (28)4.3 挤压机的维护保养 (28)4.3.1 螺杆的保养 (28)4.3.2 机筒的保养 (28)4.3.3 挤压机其它部分的保养 (29)4.4 设计中的几个问题 (29)5 总结与展望 (30)5.1 总结 (30)5.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)1 绪论1.1 挤压技术介绍1.1.1 挤压技术在食品生产中的应用20世纪30年代，食品加工中开始应用挤压技术，它的特点有具有集混炼、输送、加热、剪切、加压时间短等特点，从而广泛应用于食品工业中。

双螺旋挤压机操作说明

双螺旋挤压机操作说明嘿，朋友们！今天可得跟你们好好唠唠这双螺旋挤压机呀，可有意思着呢。

我第一次接触这双螺旋挤压机啊，那是在我刚进工厂上班的时候。

当时一进车间，就瞅见那大家伙稳稳当当地立在那儿，看着还挺威风，就跟个钢铁巨人似的。

我心里那叫一个好奇呀，围着它转了好几圈，心里琢磨着：“这玩意儿到底咋摆弄呢？”咱先说开机前的准备哈。

这可得仔细着点儿呢，就好比你出门前得把自己收拾得利利索索一样。

首先呢，得检查一下电源，看看那电线有没有破损的地儿呀，我那时候跟着师傅，师傅那眼睛可尖了，拿着个小手电筒，沿着电线一点点照过去，边照还边念叨：“这要是有个破口子，那可容易出危险，咱可不能马虎咯。

” 检查完电线没问题了，还得瞅瞅各个连接部位的螺丝拧紧了没，师傅就拿着个小扳手，挨个螺丝去拧一拧，那小扳手在他手里可灵活了，“咔咔咔” 的声音响起来，感觉就像在给这挤压机做个全面的“体检” 呢。

接着就是往料斗里加料啦。

这料啊，可得选对咯，不能啥乱七八糟的都往里扔呀。

有一回，我没太注意，把有点受潮的料就往料斗里倒，师傅看见了，立马喊住我：“哎呀，你这小子，咋这么毛手毛脚的呀，这受潮的料进去，一会儿机器不得堵了呀。

” 我当时那脸“唰” 就红了，赶紧把料倒出来，重新换了合格的料放进去。

这料得均匀地倒进去哦，就像你给花盆里撒种子似的，得让它在料斗里分布得匀乎点儿，这样后面挤压的时候才能顺顺当当的呀。

然后就是开机操作啦。

按动那启动按钮的时候，心里还有点小紧张呢，“啪” 的一声按下去，机器先是慢悠悠地转起来，那两根螺旋轴就开始缓缓扭动了，就跟两条大蟒蛇在那慢慢蠕动似的，看着还挺带劲。

随着机器越转越快，那声音也越来越响，“嗡嗡嗡” 的，不过这都是正常的动静啦。

这时候呀，你就得盯着点儿出料口那边，看看挤出来的物料形状、质地啥的对不对劲儿。

我记得有次呀，挤出来的物料看着有点粗细不均，我赶紧喊师傅，师傅过来瞧了瞧，捣鼓了几下机器上的几个调节旋钮，嘿，没一会儿，物料就变得均匀好看了，那技术，我真是打心底里佩服呀。

橡胶工厂设备：第十三节双螺杆挤出机

系。
对于正向螺纹，采用深槽，单头螺纹有利提高螺杆的挤出量，采用单头螺纹有利于提高对物料的混合效果，但螺杆的扭矩较大。螺槽过深会导致螺杆剪切作用的下降。因此，对于不同的共混体系的不同要求，合理地选择不同螺纹组合是十分重要的。
输送元件：多是螺纹型的，其主要作用是输送物料，也对物料进行混合．
剪切元件：它由剪切盘或剪切螺纹组成，用于对物料进行剪切。
混炼元件：它由带齿的两组盘组成．一根螺杆的一组盘插入另一个螺杆的两组盘之间．主要起混炼作用．齿的数目和形状决定于混炼的要求。
双螺杆元件
捏合元件：它由不同数目的捏合盘组成。每一个盘有不同的宽度，盘子之间以不同的错开角安放．所有捏合盘的截面都一样。在捏合盘之间产生了一种楔性流动，这就使熔料产生强烈的循环，当熔体由一盘流向另一个盘时，实现了强烈的横向混合和剪切。若将一根螺杆上的几个捏合盘在一个方向错开，物料不仅可以向下游流动，也可向上游流，实现纵向混合。
特点：
两根螺杆的螺槽之间存在着相当大的开口；
具有滑动式啮合，啮合区螺杆的速度是相反的；
物料呈8字形运动，同时沿轴向运动； CICO型挤出机物料在进入啮合区处产生高的压力，因此必须在低速下运转。
二、自洁式挤出机（同向旋转双螺杆挤出机）
高速同向挤出机（CSCO），具有封闭式匹配的螺纹轮廓，从一个螺槽到相邻螺槽有颇大的开口。
（2）压沿漏流，Qc （3）侧面漏流，Qs （4）四面体漏流，Qt
则实际产量为：
Q 2iN 2iQcs 2Qf Qt
同向、啮合型双螺杆挤出机
有低速和高速两种，低速同向转动双螺杆挤出机适于型材挤出；高速挤出机适于特定聚合物的加工作业。一、封闭式啮合型挤出机封闭式啮合螺杆（CICO）的几何形状：其中一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽而且紧密配合，即共扼螺杆轮廓。

组合式食品双螺杆挤出机的设计

学生姓名：任务下达日期：20** 年12 月19 日设计开题日期：20** 年 4 月13 日设计开始日期：20** 年 4 月16 日中期检查日期：20** 年 5 月18 日设计完成日期：20** 年 6 月4日一、设计题目：食品用双螺杆挤出机主机的设计二、设计的主要内容：针对设计题目，查阅相关文献资料，综合运用所学知识，确定所指定食品用双螺杆挤出机主机的设计方案。

进行设计计算与工程图绘制和技术文件的编制，完成双螺杆挤出机主机的设计，其中包括挤出机发展概况、挤出机工作原理、挤出机各子系统的设计计算等。

图量2~2.5张A0，其中1张图必须徒手画。

按照工程技术规范要求，整理好技术资料，编写设计说明书。

三、设计目标：通过方案确定、设计计算，完成保食品用双螺杆挤出机主机的设计。

按照工程技术规范要求，整理好技术资料，编写出设计说明书。

指导教师：院（系）主管领导：20** 年12 月19日院（系）主管领导：20**年12 月19日黑龙江科技学院学生姓名：任务下达日期：20** 年12 月19 日设计开题日期：20** 年 4 月13 日设计开始日期：20** 年 4 月16 日中期检查日期：20** 年 5 月18 日设计完成日期：20** 年 6 月4日一、设计题目：食品双螺杆挤出机的机械结构设计二、设计的主要内容：根据给定的设计参数（螺杆直径Φ35mm，长径比25，调速范围30~250rpm），完成食品双螺杆挤出机的设计。

主要包括：总体方案的设计与选择以及挤出机各子系统的设计（传动系统、加料系统、挤出系统等）。

图量2~2.5张A0，其中1张图必须徒手画。

按照工程技术规范要求，整理好技术资料，编写设计说明书。

三、设计目标：通过方案确定、设计计算，完成食品双螺杆挤出机的机械结构设计。

按照工程技术规范要求，整理好技术资料，编写出设计说明书。

指导教师：院（系）主管领导：201** 年12 月19日本科毕业设计开题报告摘要针对设计任务要求，进行了组合式食品双螺杆挤出机的设计。

双螺杆挤出机.

第1章绪论1.1 塑料挤出概述本人大四，刚做完，如有需要可以加~腾Q讯~ 541773072今世界四大材料体系（木材、硅酸盐、金属和聚合物）中，聚合物和金属是应用最广泛和最重要的两种材料。

据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量大约占整个塑料制品产量的50%以上。

其中不仅包括板、管、膜、丝、和型材等制品的直接成型，还包括热成型、中空吹塑等坯料的挤出加工。

除此之外，在填充、共混、改性等复合材料和聚合物合金生产过程中，螺杆挤出很大程度上取代了密炼、开炼等常规工艺。

挤出机几乎成为任何一个塑料有关公司或研究所最基本的装备之一。

挤出成型有如此发展趋势主要原因为：螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、增压、熔融、排气、脱湿、熔体输送和泵出等物理过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。

近年来，挤出工程的创新表现，更多的过程，如发泡、胶联、接枝、嵌段、调节相对分子质量甚至聚合反应等化学加工过程都愈来愈多地在螺杆挤出机上进行。

螺杆挤出工艺装备有较高的生产率和较低的能耗，减少生产面积和操作人员数量，降低生产成本，也易于实现生产自动化，创造好的劳动条件和减少少的环境污染。

螺杆挤出这种工艺不仅广泛地用于聚合物加工，而且在建材、食品、纺织、军工、和造纸等工业部门中都得到了愈来愈多的应用。

双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合，应用更广。

1.2塑料挤出成型设备的组成一套完整的挤出设备由主机、辅机及控制系统组成。

挤出机是塑料挤出成型的主要设备，即主机。

由挤压系统、传动系统及加热冷却系统和主机控制系统组成。

（1）挤压系统由机筒、螺杆和料斗组成，是挤出机的核心工作部分。

（2）传动系统由电机、调速装置和传动装置组成。

作用是给螺杆提供所需转速和扭矩。

（3）加热冷却系统由温控设备组成。

作用是通过对机筒进行加热和冷却，以保证挤出系统成型在工艺要求的温度范围内进行。

（4）控制系统主要由仪表、电器及执行机构组成。

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一、设计任务1．设计硬件原理图一张。

此硬件可以插入 PC 机的 ISA 插槽，用于实 PC 机和塑料挤压机的连接，其中包含有计算机测控系统的前向通道和后向通道部分。

（图纸要上交） 2．用 Visual Basic 开发软件，完成测控软件设计，包括界面设计、模数、数模、开关量控制、 PID 控制、总体控制模块设计。

3．完成技术报告一份。

包括塑料挤压机介绍、硬件原理和设计说明，软件各模块流程图、主要软件（温度采样、压力采样、电机调速等）源程序和设计功能注释，注明参考文献。

双螺杆挤压机的生产是内腔式的，即物料反应过程完全在设备内部进行。

截面成葫芦状的通腔内。

两根轴上在相同的位置分别装有同型号的作业块。

螺旋套由于安装的位置不同，根据需要螺旋升角、螺距也不同，其结构形式为：有两根等长的旋转轴并排在两个相互连通的，旋向也有差别。

螺旋套的间距是由进料口到出料口逐渐减小的，促使物料前进而且可以使物料充分混合并且加快物料的融化速度。

这样是可以给物料施加压力，它是借助螺杆转动时的机械力学作用、机械能量的粘滞耗散以及筒壁外的湿热调质过程使物料发生物理、变化的一种高效体积机械设备。

化学、生化二、双螺杆挤压机的组成及应用1.主机挤压系统：主要由料筒和螺杆组成。

塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。

在“∞”字形机筒内，装有两根互相啮合的螺杆，双螺杆挤出机的每根可以是整体，也可以加工成几段组装，其形状可以是平行式，也可以是锥形，两螺杆的旋转方向分为同向和异向两种。

点：双螺杆挤出机的特a 、由摩擦产生的热量较少；b 、物料受到的剪切力比较均匀；c 、输出能力较大，挤出量比较稳定；d 、机筒可以自动清洗。

传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。

加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。

2.辅机机头（口模、芯架等）：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通过它获得一定的几何截面和尺寸。

定型装置：它的作用是将从机头中挤出的塑料既定形状稳定下来 ,并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。

通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。

３.控制系统（检测和控制）挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构组成。

根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和其它各种执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤出机组的自动控制和对产品质量的控制。

双螺杆挤压机及挤压技术在食品、饲料、油脂、淀粉、造纸等行业有着广泛的应用。

三、硬件设计对于出料温度，是通过按放在机筒外的热电偶来检测加热段温度的，进行比对，从而决定对加热丝和冷却风机的开关；对于出料量，是由预先对转动电机的转速控制来决定的，在本次的课程设计中，只考虑对电机电流的监控，对热电偶的采样值来判断电机工作情况是否正常，是属于操作指导控制系统；此外还有对负责润滑油供给的泵电机和切粒电机的监控，也同样是属于操作指导控制系统。

还有报警装置，对电机电流和机头融压、融温报警。

由以上分析可知，在这个控制系统的硬件里必要的芯片要有： 1.多路开关多路开关，用来选择对哪一路模拟量的采集完成多到一的转换。

对 16路热电偶、 1路机头融压、 1路机头融温和 5路电流（总电流、主电机电流、喂料电机电流、泵电机电流和切粒电机电流）的采样，选用 CD4067B和 CD4051两片多路开关，共 23路采样通道。

其中CD4067B负责对机筒 16路热电偶的模拟量采集， CD4051负责对其他模拟量的采集。

2.采样保持器保证输入到 A/D转换器的模拟量保持不变。

选用LF198双列直插式。

VIN：模拟量电压输入； VOUT：模拟量电压输出；逻辑和逻辑电平参考是用来控制采样保持器的工作方式的偏置是偏差调整引脚，接外接电阻调整偏差。

CH是保持电容。

用来连接外部保持电容。

3．模数转换芯片将模拟量转换为数字量。

由于热电偶发出的模拟量较小所以选用12位的高精度 A/D转12/8是数据格式换芯片 AD574A。

采用单极性输入。

R/C是控制转换器的启动和数据读出；选择端，与 A0配合，使数据分两次送出，只作为数字量输出的格式选择，对转换不起作用。

A0为字节选择端，可以选择转换时间长度，和选择字节读出。

选择单极性输入，量程为 0~10V 。

4.数模转换器数模转换器，完成数字量到模拟量的转换，和 A/D 转换器一样，模拟量都是电流，完AD667，12位 D/A 转换器，两极数据锁存，具有建立时间短和12位 D/A 转换器的特点是把数据分批送出。

CS 是片选端。

A0~A3是用来选通三片寄存器，和输入口的， 1110B 是选成对外部设备的控制。

选用精度高的特点。

双缓冲形式，避免了产生虚假的模拟量输出值。

通第一级低四位寄存器， 1101B 是选通第一级中四位寄存器，存器。

0111B 是从第一级向第二级置数， 0积存器透明。

1011B 是选通第一级高四位积可编程定时器 8253，发送脉冲，控制电热丝的通断。

采用始化。

D0~D7是数据线； 8253 的三个输出口的工作方式均为 0方式工作需要对它进行初 0工作方式，工作接口00为OUT0口， 01为 OUT1口， 10为 OUT2口， 11为不使用计数器。

5.交流型固态继电器有隔离保护的作用，可以作为开关使用。

交流型 SSR 直流型 SSR6.开关量输出用作 CPU 与外部设备的接口。

选用 8212有 8位锁存器，三态缓冲等，还有中断信号。

DS1、DS2为片选，当两者都有效时，输出三态缓冲器打开，中断请求触发器置位。

MD 模 STB 是选通信号，只用于输入，在此， STB 任意。

式控制信号，控制不同工作方式。

7．译码器CPU对芯片进行片选时使用，有固定译码器和线译码器两种。

线译码器选用74L138，固定译码器选用各种门电路的组合。

A、B、C是选择 Y0~Y7输出低电平，作为片选时使用的译码器， 74L138是最常用的一种。

G2B、G2A、G1是使能端。

8.模拟量的采集热电偶把温度变为电压输出，由多路开关把电压采集经过锁存器，再由A/D转换器变为数字量由 CPU读入，和给定量进行比较，用来控制加热和冷却设备机头融温和机筒温度的采集一样，机头没有加热和冷却装置，所以融温是用来控制报警设备的。

机头的融压是由压力传感器测出转变成电压，经过放大，由多路开关输入，再由A/D转换器转换，读入，控制报警装置。

各个电机的电流可以用来判断电机的工作情况，对于电机来说，如果电机负载过大（例如：卡死、转速过高等情况）电机电流就会增加，在电机的外接电路中串联一个阻值较小的电阻，通过对该电阻两端电压的测量就可以得出电机的电流值。

大于它的安全电流时，控制系统就会启动报警。

当电机的电流值9.电机的控制电机的控制是通过对电机输入电流的频率控制来控制电机的转速，电极电流频率的控制是由变频器完成的。

变频器的L1、L2接工业电源（ 380V 交流电） L3接电机功率，电流输U 、V 、W 相当于工业三相电，与电机相连，由于系统中需要控制转速的电机有主电机、喂料电机、切粒电STF 、STR 是控制电机转向的，入到变频器后被它转换为直流电，再经过变频改变为需要的频率的交流电，机这三个电机，所以在这里只有这三个电机由变频器控制，单另用一片 8212控制。

变频器内有锁存器，所以没有设单独的锁存器。

10.温控设计这是对外控制装置，包括机筒加热、冷却，报警设备和泵电机的控制。

机筒的加热是靠电热丝，电热丝的控制是用 8253完成的， 8253是独立的 16位记数器，它给加热丝发出的是脉冲信号，加热丝的控制，加热丝加热时间的控制是由对机筒温度的测量后，与设定值比对，根据 PID算法算出占空比，再来控制 8253 的脉冲的占空比，从而控制电加热丝的加热和停止时间。

11.报警设计风机和报警灯的控制是由8212完成的， 8212控制风机的电流通断，用或门控制蜂鸣器电流的通断，只要有报警灯亮，蜂鸣器就会响。

四、软件界面设计主界面温度参数设置P I D参数设置报警参数设置电机操作控制五、软件设计1.程序流程图：2.软件中用到变量总电流上限current_total_upd主机电流上限 current_mainmotor_upd喂料机电流上限切粒机电流上限泵电机电流上限current_feedmotor_upd current_cutmotor_upd current_bengmotor_upd融压 pressure_alarmd融温 temp_alarmd8253 的初始设定值 n第 i段温度设置 temp_setd i温度采样 0口 temp_port_0电流采样 0口 current_port_0各通道连续采样次数NumAD转换读数高 8位 datahAD转换读数低 4位 datalAD转换总值 data温度采样值 temp_data(i)控制字 A, b排序循环次数 k采样次数 m加热段数 i 报警地址 alarm_portAD转换地址 ADchange_port读 AD转换高 8位 ADreadh_port读 AD转换低 4位 ADreadl_port第 i段电流采样current_data（i）第 i段温度采样 temp_sample i主机电流显示 current_mainmotor喂料机电流显示切粒机电流显示泵电机电流显示current_feedmotor current_cutmotor current_bengmotor总电流显示 current_total采样次数 num融温显示 temp融压显示 pressure转速 Speed（I）单选按钮的选中 E(i)f电机口 motor_port_0A/D转换数据 data第 i段 pid参数 kv i kp i kd I ,Pp(i), Pi(i), Pd(i), P(i), E(i) 加热丝地址 pid_port风机地址 wind1_port，wind2_port3.系统启动Private Sub Run_Click()run_timer.Interval = 1000End SubPrivate Sub run_timer_Timer()Call temp_sampleCall Alarm_sampleCall Temp_PIDCall Alarm_OUTEnd Sub4.温度采集及控制模块Option ExplicitDim i As Integer, j As IntegerDim D(i, j) As SingleDim Addr_Temp(0 To 15) As StringDim Addr_RC(1 To 3) As StringDim sample_high As StringDim sample_low As StringDim data As SingleAddr_Temp(0) = "0110"Addr_Temp(1) = "0111"Addr_Temp(2) = "0112"Addr_Temp(3) = "0113"Addr_Temp(4) = "0114"Addr_Temp(6) = "0116"Addr_Temp(7) = "0117"Addr_Temp(8) = "0118"Addr_Temp(9) = "0119"Addr_Temp(10) = "011A"Addr_Temp(11) = "011B"Addr_Temp(12) = "011C"Addr_Temp(13) = "011D"Addr_Temp(14) = "011E"Addr_Temp(15) = "011F"Addr_RC(1) = "0150"Addr_RC(2) = "0152"Addr_RC(3) = "0153"For j = 1 To 7For i = 0 To 15OUT(V al("&H" + Addr_Temp(i)), Val("&HFF"))OUT(V al("&H" + Addr_RC(1)), Val("&HFF"))Call JudgeIf data = 0 Thensample_high = IN((Val("&H" + Addr_RC(2)))sample_low=IN(Val("&H" + Addr_RC(3))sample_low = Mid(sample_low, 1, 4)D(i, j) = Val(sample_high + sample_low)ElseCall JudgeEnd IfNext iNext jPrivate Sub Judge()Dim data As Singledata=IN(Val("&H0100"))data = data And Val("&H80")End Sub5.报警参数采集及控制模块Option ExplicitDim i As Integer, j As Integer, k As IntegerDim D(i, j) As SingleDim Addr_alarm(0 To 6) As StringDim Addr_RC(1 To 3) As StringDim sample_high As StringDim sample_low As StringDim data As SingleAddr_alarm(1) = "0121"Addr_alarm(2) = "0122"Addr_alarm(3) = "0123"Addr_alarm(4) = "0124"Addr_alarm(5) = "0125"Addr_alarm(6) = "0126"Addr_RC(1) = "0150"Addr_RC(2) = "0152"Addr_RC(3) = "0153"For j = 1 To 7k = 0For i = 16 To 22OUT(V al("&H" + Addr_alarm(k)), Val("&HFF"))OUT(V al("&H" + Addr_RC(1)), Val("&HFF"))k = k + 1Call JudgeIf data = 0 Thensample_high = IN((Val("&H" + Addr_RC(2)))sample_low=IN(Val("&H" + Addr_RC(3))D(i, j) = Val(sample_high + sample_low)ElseCall JudgeEnd IfNext iNext jPrivate Sub Judge()Dim data As Singledata=IN(Val("&H0100"))data = data And Val("&H80")End Sub6.模数转换Public Sub ADchange()Call outport(&H150, 0)j = 1Do While j <> 0j = inport(ADchange_port) And 1Loopdatal = inport(ADreadh_port)datah = inport(ADreadl_port)data = Val(datah) * 16 + Val(datal) / 16End Sub7.PID控制：Public Sub pid_control() ' For i = 0 To 6Call outport(pid_port + 3 + 4 * i, &H17) ' Call outport(pid_port + 3 + 4 * i, &H57) ' Call outport(pid_port + 3 + 4 * i, &H97) ' Next i 通道 0设置为方式 3,只读写低字节通道 1设置为方式 3通道 2设置为方式 3A = 0: b = 0For i = 0 To 15If temp_setd(i) > temp_data(i) ThenE(k, i) = temp_setd(i) - temp_data(i)ElseIf i < 8 Then A = A + 2 ^ iElse: b = b + 2 ^ (i - 8)End IfEnd IfCall outport(wind1_port, A)Call outport(wind2_port, b)Next iFor i = 0 To 15P(k - 1, i) = P(k, i)Pp(k, i) = Kp(i) * E(k, i) '第 K次采样偏差Pi(k, i) = Ki(i) * E(k, i) + Pi(k - 1, i)Pd(k, i) = Kd(i)(E(k, i) - E(k - 1, i))P(k, i) = Pp(k, i) + Pi(k, i) + Pd(k, i)n(i) = Int(128 / (P(k, i) - 128)) '((1+n)/2)/n=p(k,i)/256Call outport(pid_port + i + i \ 3, n(i))Text1.Text = Format(P(k, i), "00.00")Next iEnd Sub8.显示Private Sub Timer_refresh_Timer()For i = 0 To 15Text_set(i).Text = Temp_set.Temp_set_Text(i).TextNext iText_RMP(0).Text = Main_motor_set.main_text.Text + " RPM"Text_RMP(1).Text = Feed_motor_set.feed_text.Text + " RPM"Text_RMP(2).Text = Pump_motor_set.pump_Text.Text + " RPM"Text_RMP(3).Text = Cut_motor_set.cut_Text.Text + " RPM" End Sub六、总结这次的课程设计受益匪浅，计算机控制系统的课程设计是第一次做，由于以前机电方面的课程学的不够扎实，没有形成很好的理论基础，过程中遇到很多困难了更多东西，学会了系统思考，对我来说这是非常有益的事情。