基于單片機的鍋爐液位控制系統(tǒng)

1、摘要本文主要設(shè)計和修訂單片微型計算機鍋爐液位操縱系統(tǒng)，以STC89C52單片微型計算機為核心控制支重輪，與STC89C52單片微型計算機、溫度傳感器、壓力傳感器和模數(shù)變換器、數(shù)碼管顯示等硬件系統(tǒng)本系統(tǒng)主要由水位檢測、溫度檢測、壓力檢測、牛鼻子控制、水位控制、顯示部、故障報警等幾個部分組成，實現(xiàn)液位控制。 主要用液位傳感器檢測液位，用DS18B20溫度傳感器檢測水溫，用三個控制按鈕實現(xiàn)健按控制，用三位7段LED顯示器完成顯示部分，用MOC3041三端雙向可控硅控制水泵開關(guān)，用壓力傳感器檢測鍋爐內(nèi)部的壓力，然后這些個將這些個的信號與設(shè)定在單片微型計算機內(nèi)部的值進行比較，判斷單片微型計算機需要進行相

2、應(yīng)的操作，即判斷需要打開泵實現(xiàn)液位控制的有木有，單片主設(shè)定修正用單片微型計算機控制是鍋爐的液位、 具有溫度和壓力控制容易，且成本低，計程儀柱調(diào)節(jié)容易，部分故障不影響其他部分工作，維護方便等優(yōu)點。牛鼻子字： STC89C52單片微型計算機、液位控制、顯示、警報阿伯斯特拉克designedinthispaperisaboilerliquidlevelcontrollsystem、which STC 89 c 52 as a控制器、throughhardwareandsoftwaredesign、such as STC 臨時傳感器、壓力傳感器和ADC、數(shù)字顯示系統(tǒng)、恢復(fù)性等級thedesignoft

3、hesystemaremainlyincludethewaterleveldetection、企業(yè)檢測、預(yù)測檢測、密鑰控制、密鑰控制盤suchasafewpartstoachievethelevelcontrol.detectionofthemainlevelwithewaterlevelsensors。 temperaturesensorsds 18 b 20 isusedtodetectedwatertemperature，withreecontrolbuttonstoachievethealthcontrol 帶three7leddisplaytocompletethedisplay，使

4、用MOC 3041觸發(fā)控制技術(shù)提升泵開關(guān)。 withpressuresensorsdetecttheinternalpressureoftheboiler.through analog-to-digitalconversiontakethesesignalsintothesignals ing lsetofvaluescomparedtodeterminetheneedforthecorrespondingsingle-chip操作，namely theneedtoopenthepumptoachievethelevelofc thusinordertoachievethepurposeofa

5、utomaticcontrolbysingle-chip解決方案. thedesigniseasytoimplementsingle-chipboilerller trol， 臨時和壓力控制、anditslowcostandeasytodebugtheprocedure、partofthefailurewillnotaffectotherpartskeywords : STC 89 c 52單電子計算機、級別控制、顯示、警報目錄第一章緒論一1.1鍋爐液位控制的背景11.2鍋爐液位控制國內(nèi)外發(fā)展概況21.2.1國內(nèi)發(fā)展概況21.2.2海外發(fā)展概況21.3本課題的研究目的和意義31.4系統(tǒng)綜述3第

6、二章.主要芯片介紹52.1單片微型計算機STC89C52介紹52.1.1 STC89C52單片微型計算機的外部端子說明52.1.2 STC89C52RC單片微型計算機的中斷系統(tǒng)72.1.3為什么選擇STC 89 c 52 RC 92.2芯片74LS164介紹92.2.1 74LS164的引導(dǎo)圖和引導(dǎo)功能： 102.2.2 74LS164的內(nèi)部功能圖102.2.3 74LS164的真值表112.2.4 74LS164具有以下特征： 112.3模數(shù)變換器A/D0809122.3.1 ADC0809的邏輯結(jié)構(gòu)122.3.2 ADC0809的信道選擇122.3.3 ADC0809的引導(dǎo)圖及各引導(dǎo)作用1

7、32.4溫度傳感器DS18B20142.4.1 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖142.4.2 DS18B20技術(shù)性能描述152.4.3 DS18B20的溫度處理過程162.5 LED查詢密碼管顯示部172.5.1 LED查詢密碼管顯示器的結(jié)構(gòu)182.5.2 LED查詢密碼管顯示器的顯示段查詢密碼182.5.3 LED顯視器的殘奧表19第三章.鍋爐液位控制的硬件設(shè)定訂正213.1系統(tǒng)硬件設(shè)定修訂的整體方案和分塊圖213.1.1系統(tǒng)硬件設(shè)定修訂的整體方案213.1.2系統(tǒng)設(shè)定修正的整體分塊圖213.2牛鼻子板控制電路設(shè)定修訂部223.3重新定徑套電路設(shè)定修訂233.4顯示電路的設(shè)定修正243.4

8、.1靜態(tài)顯示243.4.2動態(tài)顯示253.4.3根據(jù)該設(shè)置校正的顯示電路的選擇253.5液位控制電路的設(shè)定修正部263.5.1液位控制回路的動作原理和液位控制狀態(tài)圖263.5.2液位控制的控制電路273.5.3液位控制中的“假水位”283.6測溫電路及溫度傳感器的選擇313.6.1溫度傳感器的選擇313.6.2溫度檢測電路32第四章.軟件設(shè)置修訂和試驗運行結(jié)果和討論334.1系統(tǒng)的軟件設(shè)定修訂334.2測試調(diào)試及運行結(jié)果344.2.1硬調(diào)試344.2.2軟調(diào)試354.2.3硬件和軟件實時調(diào)整354.2.4系統(tǒng)實際調(diào)試結(jié)果364.3實驗中遇到的問題和討論36論文的總結(jié)38謝謝40參考文獻41附錄

9、1設(shè)置修訂進程列表42附錄2電路圖51附錄3硬件實物圖52代理本論文的畢業(yè)設(shè)施修訂實物。代理專業(yè)本科、本科各專業(yè)畢業(yè)論文。代替電子機械類的專業(yè)畢業(yè)設(shè)施修訂。完全按照畢業(yè)設(shè)施修訂輔導(dǎo)書，指導(dǎo)畢業(yè)答辯。淘寶交易： QQ:第一章緒論1.1鍋爐液位控制的背景目前，我國燃煤鍋爐數(shù)量眾多，我國目前中小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/4，目前，許多工業(yè)鍋爐仍處于能耗高、浪費大、環(huán)境污染嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。 國家在第十至第n年五年規(guī)劃的科學(xué)科技創(chuàng)新指南中，光機電一體化、資源與環(huán)境、替代能源與高效能源節(jié)約的指導(dǎo)課題中，自動化程度高，能源節(jié)約潛力大，需要提高安

10、全系數(shù)，減輕環(huán)境污染，減輕勞動強度，開發(fā)低價格的新型測量控制裝置要求省煤率達到%5以上，裝置投資回收期在1年以內(nèi)，暖氣鍋爐在3年以內(nèi)。 例如中小型鏈?zhǔn)焦I(yè)鍋爐用的新型修正測量裝置。 因此，這個課題很現(xiàn)實，市場前景也很好。 鍋爐微機控制是近年來開發(fā)的新技術(shù)，微機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合而成，工業(yè)鍋爐采用微機控制與以往的修正裝置控制方式相比，具有以下明顯的優(yōu)勢33(1)直觀且集中地表示鍋爐的各運轉(zhuǎn)殘奧表。 可顯示液位、壓力、溫度的狀態(tài)。(2)可以在運行中隨時容易地修正各種運行殘奧儀表的控制值，修正系統(tǒng)的控制殘奧儀表。 可簡單變更液面壓力、溫度等的上限、下限。(3)提高鍋爐的

11、熱效率。 采用計算機控制后的熱效率比在先提高了5-10%，根據(jù)用戶的統(tǒng)一修正，20T的一臺鍋爐年平均負荷提高了70%，平均熱效率提高了5%，年節(jié)煤為800噸。(4)鍋爐系統(tǒng)包括鼓風(fēng)器、鼓風(fēng)器、水泵等大功率電動機，根據(jù)鍋爐本身的特性和選用因素，這些個風(fēng)機不是大部分時間全功率，傳統(tǒng)方式采用閥門和擋板控制產(chǎn)水量，浪費得非常嚴(yán)重。 通過對風(fēng)扇、泵進行微機控制，平均節(jié)約用電達到30%0。(5)作為鍋爐控制裝置，主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，減輕操作員的勞動強度。 采用計算機控制的鍋爐操縱系統(tǒng)有來自一盞茶周圍的安全機構(gòu)，可以設(shè)置多點音響警報和自動連鎖反應(yīng)堆。 徹底消除由人為錯誤引起的重大事故。

12、綜上所述，采用校正機控制鍋爐系統(tǒng)是行業(yè)的趨勢。 單片微型計算機是一個芯片上收集一臺微型計算機所需的電腦CPU、內(nèi)存、投入產(chǎn)出等零配件。 單片微型計算機問世以來，其性能不斷提高完善、體積小、速度快、電功耗低的特點及其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。 工業(yè)控制系統(tǒng)工作環(huán)境差，噪音大。 因此，要求操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定，抗擾度強。 由于單片微型計算機能夠滿足這些個的要求，因此單片微型計算機在控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 使用單板控制鍋爐是個好選擇。1.2鍋爐液位控制國內(nèi)外發(fā)展概況1.2.1國內(nèi)發(fā)展概況目前，中國在單片微型計算機測量裝置的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用方面取得了很大的成績，總結(jié)了很多經(jīng)驗。 但是，在這個行業(yè)，還處于發(fā)展

13、期。 據(jù)調(diào)查，北京牌、天津的高等院校、科研院所在這方面開展的工作更注重理論、算法，研究成果論文較多，很少注重實際應(yīng)用于生產(chǎn)。 在上海，新型單片微型計算機的測量裝置和系統(tǒng)的研究、生產(chǎn)基礎(chǔ)是一盞茶，生產(chǎn)中需要新型的測量裝置和系統(tǒng)，也致力于研究、開發(fā)。 因此，上海的工程技術(shù)和科研人員需要的是應(yīng)用技術(shù)，更重要的是生產(chǎn)的實際應(yīng)用，研究理論、算法、成果論文較少。 深圳在開發(fā)新型測量控制裝置和系統(tǒng)領(lǐng)域也取得了較好的成績，與其他國家的開發(fā)者相比還有距離，但深圳的高等院校、科研院所最大的特點是實際，幾乎不考慮與生產(chǎn)實用項目工程無關(guān)的問題。 這里的工程技術(shù)和科研人員關(guān)注的不是理論，而是算法，論文目前國內(nèi)控制鍋爐液

14、位的方法大致如下(1)改良內(nèi)型控制算法的方法。 該方法的改進，即在ITAE性能指標(biāo)下確定殘奧表值，然后通過qxl PC -過程控制特羅爾實驗裝置和西門子S7-300控制小滾珠，利用改進的內(nèi)置式控制特羅爾算法對鍋爐液位進行控制特羅爾，結(jié)果表明該方法有良好的控制特羅爾效果。(2)模糊控制方法。 該方法首先推導(dǎo)出鍋爐液位的非線性模型，然后基于后推修正方法和自適應(yīng)模糊控制理論，提出鍋爐液位的穩(wěn)定控制律，并通過理論分析證明液位控制的跟蹤誤差收斂于零。 仿真結(jié)果表明，該方法具有良好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度。上訴的控制方法只是鍋爐液位操縱系統(tǒng)的應(yīng)用和研究的一個方面，國內(nèi)外有許多學(xué)者對此進行了不同程度的研究。1.

15、2.2海外發(fā)展概況隨著各種微處理器的出現(xiàn)和發(fā)展國外對鍋爐液位操縱系統(tǒng)的研究也在發(fā)展和完善。 部分發(fā)達國家在單片微型計算機新型測量裝置和系統(tǒng)的研究、制造、應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗，為基礎(chǔ)進入國際市場。 中國在新型測量控制裝置和系統(tǒng)的研究、制造、應(yīng)用和經(jīng)驗上，有一定的基礎(chǔ)，與其他發(fā)達國家相比還有距離，但中國的科研人員能夠克服很多困難，在相關(guān)領(lǐng)域能夠趕上發(fā)達國家的技術(shù)水平，這是一個發(fā)展趨勢。1.3本課題的研究目的和意義在現(xiàn)代社會，隨著工業(yè)的發(fā)展，居民生活區(qū)集中供熱需求也越來越大，蒸汽鍋爐容量不斷提高，對操作過程的要求更加嚴(yán)格，鍋爐液位控制直接影響人們自身和設(shè)備的安全。 液位過低可能導(dǎo)致鍋爐干燒現(xiàn)象，液位過高可能導(dǎo)致鍋爐蒸汽壓力過高，產(chǎn)生危險，傳統(tǒng)液位控制不能遠距離集中控制，自動化程度低，調(diào)節(jié)精度低等缺點，并且僅靠人工操作無法應(yīng)對，操縱系統(tǒng)改造的必要性隨著科學(xué)技術(shù)的進步由于被受控對象與過程的非線性、時變性、多殘奧儀表之間的強結(jié)合、隨機干擾作用等因素，很難建構(gòu)被受控對象的正確的數(shù)學(xué)模型。 在這些個的復(fù)雜系統(tǒng)