科研訓(xùn)練報告書(項目申請書).doc

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)科研訓(xùn)練報告書 （項目申請書）項 目 名 稱： 電熱水鍋爐控制器的設(shè)計 申 請 者： 董子昊 指 導(dǎo) 教 師： 張健欣、齊詠生、王林、趙永艷 電 子 信 箱： 641069042 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 二一三 年 制一、基本情況1項目情況項目名稱電熱水鍋爐控制器項目來源 自主立題 教師指導(dǎo)選題起止時間自2013 年 1 月 至 2013 年 6 月2申請者情況姓名董子昊性別男年齡22民族漢學(xué)院電力學(xué)院年級09級專業(yè)自動化（電）3指導(dǎo)教師情況姓名張健欣職稱副教授/博士專業(yè)自動化E-mail學(xué)院電力學(xué)院電字二、立題依據(jù)1研究意義電熱鍋爐不僅在工業(yè)領(lǐng)域用途廣泛，還在我們的日常生活中發(fā)揮著不可或缺的作用，研究電熱水鍋爐的參數(shù)控制，比如水溫控制、水溫控制和水壓檢測等，有利于我們更安全地使用電熱鍋爐，同時方便我們的生活。在學(xué)習(xí)研究方面，通過對電熱水鍋爐控制器的設(shè)計，我們可以更好地掌握鍋爐的一些基本知識、水溫水位控制的一些算法和控制理論（包括最優(yōu)控制理論）等，為以后進入社會研究領(lǐng)域打下堅實的知識功底。2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外研究狀況：對于鍋爐的自動化 主要從上世紀(jì)早些年代就開始了，上世紀(jì)五十年代，對于一些發(fā)達國家開始進一步研究鍋爐的控制系統(tǒng)，到了上世紀(jì)六十年代的時候，在鍋爐控制中開始使用電動的單元組合儀表，主要型號是DDZ-和DDZ-這兩種用于檢測和報警。到了上世紀(jì)七十年代的時候，計算機開始用于鍋爐的控制之中。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些先進的技術(shù)已經(jīng)達到鍋爐控制的要求，并在模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及預(yù)測控制等作了深入的研究。到了八九十年代的時候，可編程控制器用到鍋爐的自動控制中，使得鍋爐穩(wěn)定運行并安全可靠。一些發(fā)達國家，能源主要是煤石油和天然氣，它們占據(jù)著主要的能源地位。為了節(jié)約能源，變頻技術(shù)在鍋爐控制中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鍋爐的控制已經(jīng)基本實現(xiàn)了計算機的自動化控制，在控制方法中我們經(jīng)常采用現(xiàn)代控制理論中的專家控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊控制的方法，因此鍋爐的熱效率很高，鍋爐運行比較平穩(wěn)，而且減少了對環(huán)境的污染。國外研究現(xiàn)狀：我國的熱水鍋爐發(fā)展大致可分為三個階段：第一階段，從五十年代到六十年代，主要是鍋爐的轉(zhuǎn)變階段，從蒸汽鍋爐的階段轉(zhuǎn)變?yōu)闊崴仩t的發(fā)展階段，這樣，不僅節(jié)約了能源，還使鍋爐的供暖比較穩(wěn)定。第二階段，從六十年代到七十年代，主要是在制造和設(shè)計鍋爐的控制階段，這段時間主要是改裝階段。第三階段，從七十年代到現(xiàn)在，鍋爐的發(fā)展主要是產(chǎn)品化，向著大容量/自動化的方向發(fā)展，我國有了自己的熱水鍋爐產(chǎn)品。我國的供暖鍋爐有多種，為節(jié)約能源，變頻技術(shù)在我國的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，在鍋爐的控制方面也有應(yīng)用，但主要還是以人工控制為主。盡管對鍋爐控制研究和推廣已經(jīng)取得了很大的進步，但仍存在著一些問題，比如控制閥門的控制精度比較低，控制方案不夠合理等。我國自八十年代初發(fā)展起來的鍋爐控制還局限于報表打印和儀表顯示等功能，可靠性不是很高。3.研究目的通過采用單片機設(shè)計，改進市場上雙金屬片控溫的電熱鍋爐，使其控制便捷，使用安全，價格低廉，同時實現(xiàn)多功能智能控制（比如水溫控制和水位控制），更加滿足人們的需求和工廠運行的需要。4.主要參考文獻1 曹新鳳.模擬預(yù)測控制在鍋爐供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用研究D.蘭州理工大學(xué)，20112 王華.智能型電熱鍋爐控制器的設(shè)計J.商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，20103 王樹東.基于單片機的學(xué)習(xí)型專家系統(tǒng)水位控制器J.蘭州理工大學(xué)，20094 閻煥忠.電熱水鍋爐的溫度模糊控制器設(shè)計J. 沈陽建筑工程學(xué)院自控系,20015 陳大林.一種鍋爐水溫智能控制器的設(shè)計J.東南大學(xué)，20056 張國俊.使用單片機對熱水鍋爐的控制J.浙江工業(yè)大學(xué)，2005三、研究方案1研究內(nèi)容與方法在本系統(tǒng)的設(shè)計中，可以通過外接的液位傳感器將水位信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號，經(jīng)信號采集系統(tǒng)輸入到CPU處理器進行處理。經(jīng)CPU的處理后來判斷是否令水泵工作，同時有水位指示電路可得知此時鍋爐內(nèi)的水位。溫度、壓力控制系統(tǒng)是通過采用溫度傳感器和壓力傳感器位于鍋爐內(nèi)不同的位置來監(jiān)測水溫、水壓，并將所采集到的水溫信號和壓力信號輸入到CPU處理器進行處理從而使用戶可通過CPU的外部按鍵設(shè)置鍋爐內(nèi)的水溫，使水溫值滿足用戶的需求。 可使用模糊控制和PID增量式控制算法對水溫進行控制，用兩點開關(guān)控制對水位進行控制。2研究目標(biāo)和創(chuàng)新實現(xiàn)電熱水鍋爐控制器多功能控制，比如可同時實現(xiàn)水溫、水位、水壓的檢測和控制，使整個控制過程更加安全和高效，更好的滿足用戶的需求。在進行水溫、水位和水壓控制的同時，可采用Bang-Bang準(zhǔn)時間最優(yōu)控制的算法使控制過程在最短的時間內(nèi)達到設(shè)置點，達到快捷高效控制的目的。對于硬件方面，控制器外部可以增設(shè)警報裝置和定時加熱裝置等。3預(yù)期結(jié)果和形式用戶可以根據(jù)自己