【正文】 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 工業(yè)自動(dòng)化涉及的范圍很廣，過(guò)程控制是其中最重要的一個(gè)分支。它主要針對(duì)工業(yè)過(guò)程的五大參數(shù)，即溫度、壓力、流量、液位 (或物位 )、成分和特性等參數(shù)的控制問(wèn)題。過(guò)程控制覆蓋了很多工業(yè)部門，例如石油、化工、電力、冶金、輕工、紡織等部門，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占有的地位極其重要。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和工藝過(guò)程的不同，所采用的控制方式及其側(cè)重點(diǎn)也不相同。而在大量的工業(yè)生產(chǎn)中燃燒都是必要的一環(huán)，從燃燒角度來(lái)說(shuō)，有燃油、燃煤、燃?xì)獾膮^(qū)別。雖然燃燒的應(yīng)用場(chǎng)合和燃料可能不同，但燃燒過(guò)程的控制都不外是燃燒控制、溫度控制、燃燒程度控制 、安全性控制、節(jié)能控制等。本文僅以燃油蒸汽鍋爐為例說(shuō)明燃燒系統(tǒng)中具有一定普遍性的控制問(wèn)題。本次課題的目的就是基于生產(chǎn)實(shí)際的需求，針對(duì)蒸汽壓力控制、燃料空氣比值控制和爐膛負(fù)壓控制進(jìn)行系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)并在 MATLAB 環(huán)境下建立模型、進(jìn)行控制算法的實(shí)現(xiàn)研究。其主要采用了 MATLAB 中的 SIMULINK 工具箱進(jìn)行仿真，通過(guò)模擬示波器中的波形來(lái)調(diào)節(jié)參數(shù)，改良控制效果。 關(guān)鍵字： 燃燒控制系統(tǒng) MATLAB 過(guò)程控制 SIMULINK 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Industrial automation involve a very wide range, while process control is one of the most important branches. It mainly refer to control techniques of five industrial processes parameters which are temperature, pressure, and flow, liquid level (or bits), position and characteristics. Process control covers many industries, such as petroleum, chemical industry, electric power, metallurgy, light industry and textile occupied an extremely important position of the national control modes and their emphasis depend on the different actual application and process is essential in the industrial speaking, it can be divide into fuel, coal and gas. Although burning applications and fuel bustion process may be different, the control of burning process all involve burning control, temperature control and burning level control, safety control, degree of saving energy control etc. This paper only to take fuel steam boiler bustion system as an example,it illustrates the control problems with certain universality in the bustion system. The purpose of this subject is to design the system framework for steam pressure control, fuel air ratio control and hearth negative pressure based on the actual production needs, also make model in the MATLAB environment as well as research for the algorithm of control . It mainly uses the MATLAB and SIMULINK toolbox, adjusting the parameters in terms of the waveform of a result, the control effect improved. Keywords: Combustion Control System MATLAB Process control SIMULINK 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目 錄 第 1章 概 述 ................................................... 1 鍋爐及其微機(jī)控制簡(jiǎn)介 ...................................... 1 燃油鍋爐的主要設(shè)備 ........................................ 2 燃油鍋爐的三大工作過(guò)程 .................................... 3 燃料的燃燒過(guò)程 ........................................ 3 水的汽化過(guò)程 .......................................... 3 煙氣向水的傳熱過(guò)程 .................................... 4 鍋 爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ...................................... 5 本文的設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 ...................................... 6 第 2章 鍋爐控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ................................. 7 鍋爐控制系統(tǒng)框圖 .......................................... 7 系統(tǒng)的控制方案 ............................................ 7 微機(jī)控制方案 .......................................... 7 功能模塊板控制方案 .................................... 8 新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方案 ................................ 8 系統(tǒng)的相關(guān)配置 ............................................ 9 燃油鍋爐的控制方法 ........................................ 9 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的理論 ................................... 11 PID 控制理論 .......................................... 11 PID 控制理論擴(kuò)展 ...................................... 13 第 3章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .............................. 17 鍋爐控制系統(tǒng)的目的 ....................................... 17 鍋爐控制系統(tǒng)的過(guò)程控制機(jī) ................................. 17 芯片介紹與連接 ....................................... 17 鍵盤和顯示器 ......................................... 22 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V A/D 通道 .............................................. 24 D/A 通道 .............................................. 25 隔離器 ............................................... 28 傳感器的選擇 ............................................. 28 熱電偶傳感器的工作原理 ............................... 29 熱電偶傳感器的接觸電勢(shì) ............................... 29 熱電偶冷端溫度誤差及補(bǔ)償 ............................. 30 信號(hào)放大 ................................................. 30 克服擾動(dòng)措施 ............................................. 32 鍋爐的給水控制 ........................................... 33 燃燒器的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) ..................................... 35 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對(duì)象的特性 ................................... 36 第 4章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................. 37 系統(tǒng)主程序 ............................................... 37 系統(tǒng)中斷服務(wù)程序 ......................................... 37 系統(tǒng)其他子程序 ........................................... 37 主程序清單 ............................................... 41 第 5章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)性能分析 ................................ 42 MATLAB 環(huán)境下控制算法研究 ................................. 42 系統(tǒng)辨識(shí) ............................................. 42 控制系統(tǒng)參數(shù)整定 ..................................... 43 控制系統(tǒng) SIMLINK 仿真 ..................................... 46 結(jié) 論 .......................................................... 48 致 謝 .......................................................... 49 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................... 50 附錄 1：小型燃油采暖鍋爐電氣控制系統(tǒng)原理圖 ...................... 52 附錄 1:小型燃油采暖鍋爐電氣控制系統(tǒng)主程序清