基于单片机的燃油锅炉控制器的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的燃油锅炉控制器的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

和文字可以用于仿真和显示。 （ 4） ReadOnly Field 页，该页面的功能设置元件的只读属性，其中的文字不能修改。 （ 5） Global 按钮，每一个页面上都有一个按钮 Global。 Global 按钮的功能是修改本对象属性的同时，也可以修改其它对象的属性。 但是究竟修改哪些对象，修改对象的哪些属性，需要进行设置。 原理图中的常见 的电气连接的方式 (1) 连线与连线连接。 (2) 网络标号与连线连接。 (3) 网络标号与总线连接。 (4) 连线与管脚连接。 (5) 元件引脚与元件引脚连接。 (6) 连线与端口。 (7) 连线与图纸符号中的端口连接。 (8) 端口与端口之间的逻辑连接。 (9) 图纸符号端口与端口之间的逻辑连接。 相同名称的图纸符号端口和端口表示连接在一起。 (10) 网络标号与网络标号之间的逻辑连接。 相同名称的网络标号连接在一起。 电气连接可以是原理图上之间的物理导线连接，也可以是网络标号之间逻辑连接。 (11) 网络标号与元件引脚名称之间的连接。 以上连接形式虽然很多，但是在最后形成网罗表的时候，只有管脚号和 管脚号之间的连接关系，而连接形式的花样多，只是提供了方便的画图工具，使读图更加简单、方 便。 一些常用热键 PgUp：放大视图。 PgDn：缩小视图。 End：刷新画面。 Tab：在元件浮动状态时，编辑元件属性。 Space bar：旋转元件或变更走线方式。 X：元件水平镜像。 Y：元件垂直镜像。 Esc：结束当前操作。 画原理图的目的 画电路图本身就是设计电路，设计的结果是一张原理图、元件列表和原理图网络表。 原理图网络表是画电路板图的基础。 若是从最终结果是得到电路板图的角度来看原理图 ，则画原理图的目的是画电路板图而不是原理图本身。 第二章 燃油锅炉的前景 燃油锅炉存在的问题 我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭占我国可燃矿物资源的 96%。 其中煤炭利用率最为集中，消耗量最大的就是各种燃煤锅炉。 目前，我国拥有的中、小型燃油锅炉已达 20 多万台，而小型民用锅炉，特别是蒸发量 2t/h 以下的锅炉更是不计其数，且随着我国的国民经济的快速发展与人民生活水平的迅速提高，对锅炉的需求量有日益增加的趋势。 大多数锅炉的控制设备简陋，控制技术落后，效率低（蒸发量 2t/h 时以上锅炉的平均热效率约为 70%，其它小型锅炉的平均热效率仅为 49%），从而造成了燃料的大量浪费，而且严重污染空气，也不利于安全生产。 近年来，为节约能源、减少污染，我国相继出台了许多环保法规，各大中城市和经济发达地区为了进一步改善空气质量，给居民创造一个空气清新、环境优美的生活和工作 环境， 对市区和近郊内所有燃煤小炉灶、锅炉将分期分批逐步淘汰，取而代之的将是使用油、电、气等清洁能源的产品。 多年的实践证明，“煤改油”的策略是一个行之有效的方法，因此市场上对燃油锅炉的需求量逐步增加。 燃油锅炉作为一种新型高效环保产品，在各国正在得到广泛推广。 油雾发生器和控制系统是燃油锅炉的两大关键部件，直接影响锅炉的性能。 如何设计性价比高并具有自主知识产权的控制系统对刚刚起步的我国燃油锅炉产业至关重要，是一个亟待解决的现实问题。 目前，我国的燃油锅炉控制系统主要依赖进口，其市场基本被欧美和日、韩所垄断。 所以，自行研究出能自动化的燃油锅炉，是我们迫切解决的关键问题 燃油锅炉的安全运行与否 ,同锅炉水位的高低直接相关 ,水位的稳定是锅炉安全运行的首要条件。 实践证明 :许多炉膛灭火、爆炸、喷火、爆管，包的满水、干锅等设备事故及人身安全事故的发生的主要原因是显示报警系统不完 备、连锁保护功能不全及自动控制水平不高。 控制系统改造的必要性 随着科学技术的不断进步 ,被控对象越来越复杂 ,人们对控制精度的要求不断提高。 由于被控对象和过程的非线性、时变性 ,多参数间的强耦合、随机干扰等因素 ,使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难。 在这些复杂的系统面前 ,传统的控制方法无法满足控制精度 ,而且系统稳定性差。 燃油 锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂调节对象 ,存在多个调节参数 与被调参数以及干扰参数。 为提高控制系统调节品质 ,在确定其控制方案时 ,要对多种因素综合考虑 ,采用的控制方法是模糊控制。 为克服 燃油 锅炉控制系统存在的缺点 ,应进行锅炉控制系统的改造 ,提高锅炉运行的安全稳定性 ,同时降低设备的投入成本。 第三章 改造方案 控制方案的比较 第一种方案是对信号的采集、显示、算法及控制全部采用单片机设计；第二种方 是只采用ＰＬＣ设计；第三种方案是控制系统由单片机和ＰＬＣ共同组成 ,利用它们各自的优点，设计一套控制系统。 但是控制复杂，操作工人不易操作，没有一定的文化基础很难学习。 对于第一种方案 ,全部采用单片机设计 ,可以全自动傻瓜式的操作方法，只要一个简单的开关就可以对燃油锅炉进行自动控制，可以节省许多的人力物力。 对于第二种方案 ,控制系统需要从现场采集的输入信号有 :8 个状态输入量、 21 个水位测 量值信号、 4 个水位高 /低报警信号、 6 个手动开关控制信号。 输出信号有 :8 个状态显示、 9 个控制输出。 39 个输入信号、 17 个输出信号。 由于只采用ＰＬＣ进行控制 ,因此需要选用较多输入 /输出点的ＰＬＣ ,使得整套系统的价格昂贵 ,不具有推广价值。 对于第三种方案 ,采用单片机和ＰＬＣ共同组成 ,输入信号由单 片机采集并处理后再送入ＰＬＣ ,只有重要的水位高 /低保护信号不通过单片机而直接送到ＰＬＣ。 ＰＬＣ接收外部输入信号 ,通过预先编制好的模糊控制算法进行分析、计算 ,控制算法的结果通过ＰＬＣ的输出端去控制就地的给水调节阀门。 基于这些基础上，我们采用了第一套设计方案设计了一套设备。 控制方案的特点 对于第一种控制方案 ,从安全性来分析。 首先 ,系统有两套锅炉水位测量装置 ,测量装置工作正常时 ,锅炉水位信号取两个信号的平均值 ,水位信号测量准确、可靠。 由于控制器设置水位偏差报警功能 ,当某一侧的水位测量装置有故障 ,使得 两侧水位测量偏差超过一定值时 ,取其中正常的水位信号进行显示和控制 ,并送报警信号至控制器面板显示某侧水位计已坏 ,提醒 维护人员及时维护。 其次 ,大大降低了使用成本。 再次 ,单片机价格便宜 ,使得整套系统成本较低。 通过对各种控制系统组成方案进行分析比较 ,在确保锅炉运行安全的前提下 ,考虑整套控制装置的经济性 ,采用单片机使得锅炉控制器具备单片机价格低、功能强的特点 ,又适用于工业现场控制。 第四章 硬件设计 锅炉控制主板系统 锅炉控制主板系统主要有五个部分组成。 包括中央处理器系统、输入系统、输出系统、键盘和显示系统、电源。 中央处理器系统：主要包括 4 个部分组成。 内部数据存储器、内部程序存储器、定时器 \计数器、信号引脚。 内部数据存储器 ， 包括 RAM和 ROM地址寄存器等。 89C51芯片中共有 256个 RAM单元，其中后 128单元被专用寄存器占用，供用户使用的只是前 128单元，用于存放可读写的数据。 因此，通常所说的内部数据存储器是指前 128单元。 内部程序存储器， 包括 ROM和持续地址寄存器等。 89C51共有 4KB掩膜 ROM，用于存放程序和原始数据。 定时器 /计数器， 出于控制应用的需要， 89C51共有两个 16位的定时器 /计数器，以实 现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。 信号引脚， 89C51是标准的 40引脚双列直插式集成电路芯片 ,其引脚的定义及简单功能说明如下： 输入 /输出口线 ― P0 口 8 位双向口线 ― P1 口 8 位双向口线 ― P2 口 8 位双向口线 ― P3 口 8 位双向口线 ALE 地。