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埃尔派球磨分级生产线的以太网电路接口设计
——球磨分级-山东埃尔派粉体科技

2021-01-29

　　球磨分级生产线的电路借口设计是建立在以太网为基础的球磨分级生产线负荷检测系统，以太网接口单元是其中关键部分。从以太网的工作基本原理看，球磨分级生产线的以太网接口电路主要由MAC控制器和物理层接口PHY ( Physical Layer)两大部分构成。TMS320VC5471的网络模块(EIM)可以 IEEE802.3协议及全双工/半双工模式的10/100Mbps的MAC层的功能，它一端与前面的物理层的接口连接，从网线上获得数据。收到的数据包经过处理后，放在TMS320VC5471的一块称为包存储器的片内存储空间，这块空间EIM和ARM处理器都可以访问。包存储器用来临时存放接收、发送和各种控制信息。由于该内存与MCU系统的总线分离，当传输以太网包时，不需MCU的介入。

　　FIFO和包存储器之间的数据传输，通过一种称之为描述符链( Descriptor Ring)的软件结构来 。每个描述符 (Descriptor)有 8个byte，包含了某个要传输的数据包的状态信息和指向那个数据包的指针。多个描述符组成的队列就是描述符链。FIFO和包存储器之间有两个描述符链，分别针对发送和接收操作。

　　电路接口的MAC端口模块包括ENET0模块和以太网状态机 (ESM)模块。ENET0模块是EIM 的核心部分，它以硬件 IEEE802.3协议MAC层所要求的功能。它主要有5个模块:一个FIFO，一个MAC，寄存器控制界面，DMA控制器和一个状态统计块组成。球磨分级生产线的以太状态机 (ESM)这个模块则主要负责协调在包存储器中的数据的传输。DMA控制器和ESM都对描述符进行操作。

　　ENET0模块中的MAC控制器在半双工模式下支持IEEE802.3的带冲突检测的载波监听多址接入CSMA/CD协议，而在全双工模式下支持IEEE802.3媒介控制层协议。MAC控制器内部由发送模块、接收模块、流控模块、匹配地址存储器CAM以及一些命令、状态、CRC寄存器构成，主要接口包括MII (MediaIndependent Interface媒介独立接口)接口和BDI(Buffered DMA Interface缓冲DMA接口)接口。MII接口是IEEE802.3标准接口，它分离了物理层和媒介层，把数据输入输出的编码和解码工作交由使物理层实体处理。BDI接口是MAC控制器内猝发模式的DMA引擎与系统总线之间的接口，连接MAC内256字节的发送/接收缓冲区以及8、16字节的发送/接收FIFO缓冲区。

　　数据通过描述符的方式在FIFO与包存储器之间传输，ARM处理器对包存储器读写数据也通过描述符来进行。因此，应该有四个描述符链，分别是：

　　1.负责从ENETO收数据，称为ENETO RX链;

　　2.负责把数据发往ENETO，称为ENETO TX链;

　　3.负责从ARM收数据，称为CPU RX链;

　　4.负责把数据发给ARM，称为CPU TX链。

　　ESM相当于一个中转处，连接ENETO和ARM这两个端口。ESM的主要作用是把RX链所指向的数据包传给TX链。这种数据包的传递不是通过数据复制来完成的，而是通过复制指针来完成。也就是说，放在包存储器里的数据包不发生搬移，而是把TX链描述符中的地址指针复制到RX链的描述符指针域中。四个描述符链和它们所对应的数据全都放在包存储器中，对这16k byte的存储空间的结构划分由ARM来完成。结构划分需要满足三个约束条件：

　　1.每个描述符所在的地址应该是可以被8整除;

　　2.每个描述符所指向的数据包占有的长度是大于等于64的4的 数;

　　3.描述符的总和不能超过255。

　　以太网使用100Mbps和10Mbps速度时，对应使用25MHz和2.5 MHz外部晶振，我公司的球磨分级生产线的接口系统设计使用100Mbps的以太网传输速度。

　　ALPA的球磨分级生产线，球磨机、分级机配合得当，能够优势互补、效率很高，产量大、运行稳定、产品质量稳定。

　　球磨分级生产线中的球磨机

　　安全按德国矿物加工要求设计;优化了球磨机的长径比;篦板式磨尾出料，出料顺畅，无涨磨现象，筒体无须冷却;衬板和研磨介质，按德国材质要求制作;研磨介质，按产品要求合理配比，高填充率，高效率;优化了驱动器和研磨能耗的匹配，节省能耗;和分级机形成封闭系统，负压运输，无粉尘。

　　球磨分级生产线中的分级机

　　选用埃尔派公司的HTS(FW)多转子分级机;确保更佳的顶点切割;可调节冲洗气流，提高分级效率;物料直接进入分级区不被分级后粗粉混染;优化转子设计达到低能耗;可通过分级机的不同排列调节产品的粒度分布，满足不同产品的技术要求。

　　球磨分级生产线中的定量系统

　　球磨机的给料采用定量系统，即使物料的密度发生变化，也可以稳定给料;分级机的给料采用定量系统，并与球磨机的出料互锁，确保系统运行和产品粒度的稳定性;高精度计量泵，根据产品细度要求，以准确的时间和剂量将研磨助剂喷入磨机内;气流调节阀带有气流测量系统，可实现分级气流的流量和流速准确控制。

　　按矿物量身订制

　　球磨机的选配根据矿物的硬度、可磨性、加工粒度和产量采用非标设计，衬板形状和球(段)级配根据多年工程实践经验量身订制，提高球磨机的研磨效率，降低产品能耗。

　　按细度选机型

　　分级机的选配可根据产品的不同细度选择不同的机型，FW系列分级机可适应于D97：3～20微米产品的分级，FL系列分级机可适应于D97： 8～45微米产品的分级，每台分级机都具有很宽的产品调节范围，市场适应范围广。

　　产品粒度控制灵活

　　当一条生产线同时生产多个品种时，我们可对多台分级机串联使用，通过粗细分级机的优化组合，确保产品的能耗低，粒度分布调整方便， 球磨机的过磨现象低。