回转窑是水泥、环保等行业中,对固体物料进行物理、化学处理的重要生产设备,具有重载、筒体长和多支点等机械特性。托轮作为回转窑底部重要支承结构,其正常受力是保障回转窑安全、稳定、高效运行的关键。由于生产坏境复杂且回转窑的重量至少为级,托轮极易出现受力故障,托轮长时间故障运行,易引发安全事故,从而给企业造成巨大的经济损失。因此,检测并分析托轮受力对确保回转窑系统长期稳定高效运行具有重大意义。本文设计了一种回转窑底部托轮多点压力检测系统,用以检测回转窑底部多个托轮的受力,并根据托轮受力大小,诊断回转窑托轮受力故障类别。本文的主要研究内容如下:(1)分析回转窑底部托轮多点压力检测系统的设计需求,确定检测系统总体架构。通过分析回转窑支承系统结构,分解回转窑托轮受力,明确测力点。根据设计需求,确定压力传感器类型及其安装位置。(2)根据检测系统总体设计方案,搭建基于RS-485通信网络的硬件系统。该硬件系统在对压力传感器输出的弱信号放大滤波后,使用STC15单片机采集压力信号。针对多个托轮压力信号检测问题,在硬件系统中设计隔离抗干扰接口电路,组建基于RS-485的多点通信网络,用于向主机传输各托轮的压力信号。(3)在硬件平台基础上,设计多点检测软件,采用一主多从式多点通信模式,制定基于标准ModBUS RTU协议的通信帧格式,完成多路压力信号检测,并通过VGUS组态屏显示多路压力值。基于搭建的系统平台,从机能够准确地采集压力值并返回给主机,表明本文所设计的多点压力检测系统具有一定的可行性。最后,基于LabVIEW设计了上位机系统,实现了良好的人机交互功能,并且能够显示和保存多路压力数据。(4)分析了回转窑的三种主要故障状态,包括窑体中心线水平偏差、窑体中心线垂直偏差、窑体热弯曲对托轮受力的影响,采用基于K-近邻(K-Nearest Neighbor)算法的回转窑底部托轮受力故障诊断方法,根据托轮受力大小对回转窑底部多个托轮的受力状态进行了分类,为分析回转窑整体运行状态提供一定参考。