【正文】 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 工業(yè)自動化涉及的范圍很廣，過程控制是其中最重要的一個分支。它主要針對工業(yè)過程的五大參數(shù)，即溫度、壓力、流量、液位 (或物位 )、成分和特性等參數(shù)的控制問題。過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，在國民經(jīng)濟中所占有的地位極其重要。根據(jù)實際應(yīng)用領(lǐng)域和工藝過程的不同，所采用的控制方式及其側(cè)重點也不相同。而在大量的工業(yè)生產(chǎn)中燃燒都是必要的一環(huán)，從燃燒角度來說，有燃油、燃煤、燃氣的區(qū)別。雖然燃燒的應(yīng)用場合和燃料可能不同，但燃燒過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明燃燒系統(tǒng)中具有一定普遍性的控制問題。本次課題的目的就是基于生產(chǎn)實際的需求，針對蒸汽壓力控制、燃料空氣比值控制和爐膛負壓控制進行系統(tǒng)框架設(shè)計并在 MATLAB 環(huán)境下建立模型、進行控制算法的實現(xiàn)研究。其主要采用了 MATLAB 中的 SIMULINK 工具箱進行仿真，通過模擬示波器中的波形來調(diào)節(jié)參數(shù)，改良控制效果。 關(guān)鍵字： 燃燒控制系統(tǒng) MATLAB 過程控制 SIMULINK 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（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 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） III 獨 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計 (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個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（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（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（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(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 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 目 錄 第 1章 概 述 ................................................... 1 鍋爐及其微機控制簡介 ...................................... 1 燃油鍋爐的主要設(shè)備 ........................................ 2 燃油鍋爐的三大工作過程 .................................... 3 燃料的燃燒過程 ........................................ 3 水的汽化過程 .......................................... 3 煙氣向水的傳熱過程 .................................... 4 鍋 爐的計算機控制系統(tǒng) ...................................... 5 本文的設(shè)計內(nèi)容及要求 ...................................... 6 第 2章 鍋爐控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ................................. 7 鍋爐控制系統(tǒng)框圖 .......................................... 7 系統(tǒng)的控制方案 ............................................ 7 微機控制方案 .......................................... 7 功能模塊板控制方案 .................................... 8 新型計算機控制系統(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 控制理論擴展 ...................................... 13 第 3章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .............................. 17 鍋爐控制系統(tǒng)的目的 ....................................... 17 鍋爐控制系統(tǒng)的過程控制機 ................................. 17 芯片介紹與連接 ....................................... 17 鍵盤和顯示器 ......................................... 22 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（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 ............................... 29 熱電偶冷端溫度誤差及補償 ............................. 30 信號放大 ................................................. 30 克服擾動措施 ............................................. 32 鍋爐的給水控制 ........................................... 33 燃燒器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng) ..................................... 35 蒸汽壓力調(diào)節(jié)對象的特性 ................................... 36 第 4章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .............................. 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 ............................................. 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 ..................................................... 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