【正文】 2） Graphical Attributes頁面，其中Orientation：元件方向。Mode：圖形模式選擇?？蛇x擇的模式包括標(biāo)準(zhǔn)模式、DeMorgan模式和IEEE模式。XLocation：X方向位置。YLocation：Y方向位置。Fill Color：填充顏色。Line Color：輪廓線顏色。Pin Color：管腳顏色。Local Color：將顏色設(shè)置應(yīng)用于元件。Mirrored：元件鏡像。（3） Part Field18頁和Part Field916頁，這兩個頁面用于設(shè)置元件數(shù)據(jù)欄的內(nèi)容，就是說可以向這些數(shù)據(jù)欄中寫入數(shù)據(jù)和文字。這些數(shù)據(jù)和文字可以用于仿真和顯示。（4） ReadOnly Field頁，該頁面的功能設(shè)置元件的只讀屬性，其中的文字不能修改。（5） Global按鈕，每一個頁面上都有一個按鈕Global。Global按鈕的功能是修改本對象屬性的同時，也可以修改其它對象的屬性。但是究竟修改哪些對象，修改對象的哪些屬性，需要進(jìn)行設(shè)置。 原理圖中的常見的電氣連接的方式(1) 連線與連線連接。(2) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與連線連接。(3) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與總線連接。(4) 連線與管腳連接。(5) 元件引腳與元件引腳連接。(6) 連線與端口。(7) 連線與圖紙符號中的端口連接。(8) 端口與端口之間的邏輯連接。(9) 圖紙符號端口與端口之間的邏輯連接。相同名稱的圖紙符號端口和端口表示連接在一起。(10) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號之間的邏輯連接。相同名稱的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號連接在一起。電氣連接可以是原理圖上之間的物理導(dǎo)線連接，也可以是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號之間邏輯連接。(11) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與元件引腳名稱之間的連接。以上連接形式雖然很多，但是在最后形成網(wǎng)羅表的時候，只有管腳號和管腳號之間的連接關(guān)系，而連接形式的花樣多，只是提供了方便的畫圖工具，使讀圖更加簡單、方便。 一些常用熱鍵PgUp：放大視圖。PgDn：縮小視圖。End：刷新畫面。Tab：在元件浮動狀態(tài)時，編輯元件屬性。Space bar：旋轉(zhuǎn)元件或變更走線方式。X：元件水平鏡像。Y：元件垂直鏡像。Esc：結(jié)束當(dāng)前操作。畫電路圖本身就是設(shè)計(jì)電路，設(shè)計(jì)的結(jié)果是一張?jiān)韴D、元件列表和原理圖網(wǎng)絡(luò)表。原理圖網(wǎng)絡(luò)表是畫電路板圖的基礎(chǔ)。若是從最終結(jié)果是得到電路板圖的角度來看原理圖，則畫原理圖的目的是畫電路板圖而不是原理圖本身。第二章 燃油鍋爐的前景 燃油鍋爐存在的問題我國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭占我國可燃礦物資源的96%。其中煤炭利用率最為集中，消耗量最大的就是各種燃煤鍋爐。目前，我國擁有的中、小型燃油鍋爐已達(dá)20多萬臺，而小型民用鍋爐，特別是蒸發(fā)量2t/h以下的鍋爐更是不計(jì)其數(shù)，且隨著我國的國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人民生活水平的迅速提高，對鍋爐的需求量有日益增加的趨勢。大多數(shù)鍋爐的控制設(shè)備簡陋，控制技術(shù)落后，效率低（蒸發(fā)量2t/h時以上鍋爐的平均熱效率約為70%，其它小型鍋爐的平均熱效率僅為49%），從而造成了燃料的大量浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染空氣，也不利于安全生產(chǎn)。近年來，為節(jié)約能源、減少污染，我國相繼出臺了許多環(huán)保法規(guī)，各大中城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為了進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量，給居民創(chuàng)造一個空氣清新、環(huán)境優(yōu)美的生活和工作環(huán)境， 對市區(qū)和近郊內(nèi)所有燃煤小爐灶、鍋爐將分期分批逐步淘汰，取而代之的將是使用油、電、氣等清潔能源的產(chǎn)品。多年的實(shí)踐證明，“煤改油”的策略是一個行之有效的方法，因此市場上對燃油鍋爐的需求量逐步增加。燃油鍋爐作為一種新型高效環(huán)保產(chǎn)品，在各國正在得到廣泛推廣。油霧發(fā)生器和控制系統(tǒng)是燃油鍋爐的兩大關(guān)鍵部件，直接影響鍋爐的性能。如何設(shè)計(jì)性價(jià)比高并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)對剛剛起步的我國燃油鍋爐產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要，是一個亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。目前，我國的燃油鍋爐控制系統(tǒng)主要依賴進(jìn)口，其市場基本被歐美和日、韓所壟斷。所以，自行研究出能自動化的燃油鍋爐，是我們迫切解決的關(guān)鍵問題燃油鍋爐的安全運(yùn)行與否,同鍋爐水位的高低直接相關(guān),水位的穩(wěn)定是鍋爐安全運(yùn)行的首要條件。實(shí)踐證明:許多爐膛滅火、爆炸、噴火、爆管，包的滿水、干鍋等設(shè)備事故及人身安全事故的發(fā)生的主要原因是顯示報(bào)警系統(tǒng)不完備、連鎖保護(hù)功能不全及自動控制水平不高。 控制系統(tǒng)改造的必要性隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,被控對象越來越復(fù)雜,人們對控制精度的要求不斷提高。由于被控對象和過程的非線性、時變性,多參數(shù)間的強(qiáng)耦合、隨機(jī)干擾等因素,使得建立被控對象的精確數(shù)學(xué)模型變得很困難。在這些復(fù)雜的系統(tǒng)面前,傳統(tǒng)的控制方法無法滿足控制精度,而且系統(tǒng)穩(wěn)定性差。燃油鍋爐是一個多輸入、多輸出、多回路、非線性的相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜調(diào)節(jié)對象,存在多個調(diào)節(jié)參數(shù)與被調(diào)參數(shù)以及干擾參數(shù)。為提高控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì),在確定其控制方案時,要對多種因素綜合考慮,采用的控制方法是模糊控制。為克服燃油鍋爐控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn),應(yīng)進(jìn)行鍋爐控制系統(tǒng)的改造,提高鍋爐運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,同時降低設(shè)備的投入成本。第三章 改造方案 控制方案的比較第一種方案是對信號的采集、顯示、算法及控制全部采用單片機(jī)設(shè)計(jì)；第二種方 是只采用ＰＬＣ設(shè)計(jì)；第三種方案是控制系統(tǒng)由單片機(jī)和ＰＬＣ共同組成,利用它們各自的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套控制系統(tǒng)。但是控制復(fù)雜，操作工人不易操作，沒有一定的文化基礎(chǔ)很難學(xué)習(xí)。對于第一種方案,全部采用單片機(jī)設(shè)計(jì),可以全自動傻瓜式的操作方法，只要一個簡單的開關(guān)就可以對燃油鍋爐進(jìn)行自動控制，可以節(jié)省許多的人力物力。對于第二種方案,控制系統(tǒng)需要從現(xiàn)場采集的輸入信號有:8個狀態(tài)輸入量、21個水位測量值信號、4個水位高/低報(bào)警信號、6個手動開關(guān)控制信號。輸出信號有:8個狀態(tài)顯示、9個控制輸出。39個輸入信號、17個輸出信號。由于只采用ＰＬＣ進(jìn)行控制,因此需要選用較多輸入/輸出點(diǎn)的ＰＬＣ,使得整套系統(tǒng)的價(jià)格昂貴,不具有推廣價(jià)值。對于第三種方案,采用單片機(jī)和ＰＬＣ共同組成,輸入信號由單片機(jī)采集并處理后再送入ＰＬＣ,只有重要的水位高/低保護(hù)信號不通過單片機(jī)而直接送到ＰＬＣ。ＰＬＣ接收外部輸入信號,通過預(yù)先編制好的模糊控制算法進(jìn)行分析、計(jì)算,控制算法的結(jié)果通過ＰＬＣ的輸出端去控制就地的給水調(diào)節(jié)閥門?；谶@些基礎(chǔ)上，我們采用了第一套設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)了一套設(shè)備。 控制方案的特點(diǎn)對于第一種控制方案,從安全性來分析。首先,系統(tǒng)有兩套鍋爐水位測量裝置,測量裝置工作正常時,鍋爐水位信號取兩個信號的平均值,水位信號測量準(zhǔn)確、可靠。由于控制器設(shè)置水位偏差報(bào)警功能,當(dāng)某一側(cè)的水位測量裝置有故障,使得兩側(cè)水位測量偏差超過一定值時,取其中正常的水位信號進(jìn)行顯示和控制,并送報(bào)警信號至控制器面板顯示某側(cè)水位計(jì)已壞,提醒維護(hù)人員及時維護(hù)。其次,大大降低了使用成本。再次,單片機(jī)價(jià)格便宜,使得整套系統(tǒng)成本較低。通過對各種控制系統(tǒng)組成方案進(jìn)行分析比較,在確保鍋爐運(yùn)行安全的前提下,考慮整套控制裝置的經(jīng)濟(jì)性,采用單片機(jī)使得鍋爐控制器具備單片機(jī)價(jià)格低、功能強(qiáng)的特點(diǎn),又適用于工業(yè)現(xiàn)場控制。第四章 硬件設(shè)計(jì) 鍋爐控制主板系統(tǒng)鍋爐控制主板系統(tǒng)主要有五個部分組成。包括中央處理器系統(tǒng)、輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、鍵盤和顯示系統(tǒng)、電源。中央處理器系統(tǒng)：主要包括4個部分組成。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、內(nèi)部程序存儲器、定時器\計(jì)數(shù)器、信號引腳。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，包括RAM和ROM地址寄存器等。89C51芯片中共有256個RAM單元，其中后128單元被專用寄存器占用，供用戶使用的只是前128單元，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。因此，通常所說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器是指前128單元。內(nèi)部程序存儲器，包括ROM和持續(xù)地址寄存器等。89C51共有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始數(shù)據(jù)。定時器/計(jì)數(shù)器，出于控制應(yīng)用的需要，89C51共有兩個16位的定時器/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時或計(jì)數(shù)功能，并以其定時或計(jì)數(shù)結(jié)果對單片機(jī)進(jìn)行控制。信號引腳，89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片,其引腳的定義及簡單功能說明如下：輸入/輸出口線― P0口8位雙向口線― P1口8位雙向口線― P2口8位雙向口線― P3口8位雙向口線ALE 地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴(kuò)展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于ALE是以六分之一晶振頻率的古代頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。 外部程序存儲器讀選通信號在讀外部ROM時有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 訪問程序存儲器控制信號當(dāng)信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當(dāng)信號為高電平時，則對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。RST 復(fù)位信號當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機(jī)器周期以上高電平時即有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。XTAL1和XTAL2 外接晶體引線端當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。Vss 地線Vcc +5V電源P3的8條口線都定義有第二功能，具體如下表所示口線第二功能信號名稱RXD串行數(shù)據(jù)接收TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送外部中斷0申請外部中斷1申請T0定時器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入T1定時器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)輸入外部RAM寫選通外部RAM讀選通 輸入系統(tǒng)36V 超高水位 高水位 低水位 超低水位鍋爐內(nèi)的水位控制系統(tǒng)如上圖所示，鍋爐內(nèi)有四根電極棒，分別為超高水位棒、高水位棒、低水位棒和超低水位棒。每一根電極棒豎直放在鍋爐內(nèi)，上頭接著電橋的一端。鍋爐的外殼接著36V電源的負(fù)極，當(dāng)水位接觸到電極棒的另一端時，電橋的兩端就通電，繼電器的兩端就有直流電，繼電器就閉合，這時就有一個信號送到光電耦合器中。這樣有四組，CPU就根據(jù)程序來判斷水位到達(dá)什么位置，從而做出相應(yīng)的處理。鍋爐內(nèi)的氣體壓力通過壓力控制器輸出的開關(guān)量信號經(jīng)光電耦合電路輸入單片機(jī)中。這里有兩個元件簡單介紹一下。第一、光電耦合器光電耦合器具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)、無觸點(diǎn)且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點(diǎn)，保障系統(tǒng)在高電壓、大功率輻射環(huán)境下安全可靠地工作。光電耦合器的1腳接12V電壓，2腳接輸入信號，3腳接接地信號，4腳接CPU。當(dāng)輸入信號高電平時，光電耦合器內(nèi)的二極管就不導(dǎo)通，4腳的電平就為‘0’；當(dāng)輸入信號為低電平時，光電耦合器內(nèi)的二極管就導(dǎo)通，右邊也導(dǎo)通，4腳的電平就為‘1’。系統(tǒng)輸入有六個信號，壓力信號兩個，水位信號四個。每一個信號進(jìn)入，經(jīng)過一個反向器，進(jìn)入光隔（光隔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示），所以系統(tǒng)有六個光隔。本系統(tǒng)采用六個光隔，目的是為了把主板與外電路分離開來，提高系統(tǒng)的安全性。第二、壓力控制器結(jié)構(gòu)原理：控制器的工作原理是基于檢測元件（測量系統(tǒng)中的彈簧管）的彈性變形來驅(qū)使機(jī)能元件（控制裝置中的微動開關(guān)）產(chǎn)生快速的開關(guān)跳躍動作。即在被測（控）介質(zhì)的壓力作用下，迫使彈簧管之自由端產(chǎn)生相應(yīng)的彈簧性位移，而與管端相連的微動開關(guān)中的按鈕（推桿）也隨之產(chǎn)生相應(yīng)動作，待壓力達(dá)到所設(shè)定的控制之瞬時，開關(guān)觸點(diǎn)即切換，致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通，并同時發(fā)出燈光信號，以實(shí)現(xiàn)自動控制的目的。在這里，我們選用YWK50壓力控制器，它的功能在第一章中已作了詳細(xì)的說明，我們在這里就不加多說了。壓力控制的作用是當(dāng)壓力低于整定值時壓力控制器輸出信號接通；壓力高于整定值時信號斷開；信號斷開后當(dāng)壓力下降到回差整定值時再次接通。P　　大火小火都關(guān)p2　　小火開，大火關(guān)p1 大火小火都開0 輸出系統(tǒng) 其中下圖所示是一個4個腳的繼電器的內(nèi)部工作原理繼電器“3～4”端平時是斷開的，當(dāng)“1～2”端 之間加上電壓以后(此例中為+12V)，通過線圈coil，就會把開關(guān)switch打開，此時“3～4”就是導(dǎo)通的。因此，“1～2”端所起到的作用，只是一個控制開關(guān)而已。繼電器本身就是一個開關(guān)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)自動控制領(lǐng)域，由于繼電器的所需驅(qū)動功率較低，直接和邏輯電路兼容，不必加中間緩沖器或驅(qū)動器即可直接驅(qū)動。目前固體繼電器以被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制，如電機(jī)、燈、加熱器、螺線管、電磁閥、變壓器等。本系統(tǒng)中在繼電器負(fù)載兩端并聯(lián)一只二極管，起保護(hù)作用。系統(tǒng)共有三路輸出信號，分別接水泵開關(guān)、大火開關(guān)和小火開關(guān)。輸出信號從CPU的P1口出來，若信號為高電平，經(jīng)過反向器后，變?yōu)榈碗娖?，三極管就導(dǎo)通，此時，繼電器的“1～2”端之間就加上了電壓，“3～4”就導(dǎo)通，從而接通外電路的水泵或者兩段火的開關(guān)。具體接法如電路原理圖系統(tǒng)這樣設(shè)計(jì)的最大的優(yōu)點(diǎn)在于一共占用了CPU的13條線就完成了鍵盤和顯示的全過程，比一般的接法省下了不少的資源。由于數(shù)碼管內(nèi)部實(shí)質(zhì)為八個發(fā)光二極管，所以系統(tǒng)的14個指示燈可以把它當(dāng)作兩個數(shù)碼管處理。所以本系統(tǒng)相當(dāng)于使用的六位數(shù)碼管，對六位數(shù)碼管顯示器，通常都是采用動態(tài)掃描的方法顯示，即逐個地循環(huán)地點(diǎn)亮各顯示器。這樣雖然在任意時刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于人眼具有視覺殘留效應(yīng)，只要掃描顯示頻率大于25次/秒，看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示器的動態(tài)掃描，除了要給顯示器提供段（字形代碼）的輸入之外，還要對顯示器位選進(jìn)行控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多個數(shù)碼管顯示器接口電路需要有二個輸出口，其中一個用于輸出8個段控線（有小數(shù)點(diǎn)顯示）；另一個輸出位線，位控線的數(shù)目等于顯示器的數(shù)量。－。因