【正文】 讓我提高了自信心。身為教授的他?？偠灾厴I(yè)設(shè)計教會了我許多。這一天畢業(yè)設(shè)計終于要接近尾聲了。在仿真階段，采用的控制方法是采用MCS51系列單片機(jī)8031為核心的PID控制，最終都使波形達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)臨界振蕩仿真框圖及其振蕩響應(yīng)如圖51所示：圖51 系統(tǒng)臨界振蕩仿真框圖圖52 系統(tǒng)臨界振蕩響應(yīng)記錄此時的振蕩周期Tcr=11s和比例參數(shù)Kcr=,則Kp=Kcr/=，Ki=Kp/()=在Kp=，Ki=，對PI參數(shù)進(jìn)一步整定，燃料流量閉環(huán)控制系統(tǒng)單位階躍輸入的仿真框圖如下所示，系統(tǒng)響應(yīng)如圖52所示，可見系統(tǒng)有約10%的超調(diào)量。圖41 主程序流程圖圖42 中斷服務(wù)程序流程圖圖43 PID 運算程序流程圖圖44 水位報警程序流程圖 主程序清單主程序由匯編語言編寫，實現(xiàn)了對鍋爐的實時控制。即先進(jìn)行水位控制，再進(jìn)行燃燒控制，最后進(jìn)行爐膛負(fù)壓控制。圖311 氣壓調(diào)節(jié)對象第4章 燃油鍋爐控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計在本設(shè)計中，采用匯編語言來編制程序，為了使程序的組裝、調(diào)試及控制系統(tǒng)方案的變更方便，也為了能夠推廣到其它過程控制對象，程序設(shè)計中采用了模塊化的結(jié)構(gòu)形式、各功能模塊以子程序形式出現(xiàn)。 燃料量擾動下的汽壓變化特性 。燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象對于燃料量，根據(jù)燃料種類的不同可能是爐排電機(jī)，也可能是燃料閥。 燃燒器的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)燃燒過程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇雖然與燃燒的種類和供給系統(tǒng)、燃燒方式以及鍋爐與負(fù)荷的聯(lián)結(jié)方式都有關(guān)系，但是燃燒過程自動調(diào)節(jié)的任務(wù)都是一樣的。此時調(diào)節(jié)器的輸出就與符合對應(yīng)，給水閥停在某一位置上。因此在一般鍋爐控制系統(tǒng)中汽包液位回路采用閉環(huán)三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。給水流量（W）擾動時的水位對象的動態(tài)特性。對汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動的因素有蒸發(fā)量D、爐膛熱負(fù)荷（燃料量M），給水量（W）。定時器定時時間稍大于主程序運行時間。（2）在印刷板上，數(shù)字地和模擬地要分開。如果把電源電壓變化時間定為Δt，則（1）過電壓、欠壓，停電：Δt1s；（2）浪涌、下陷、降升：18Δt10ms；（3）尖峰電壓：Δt 為微秒級。的大小應(yīng)該按兩個輸入回路的電阻相等的要求來配置。當(dāng)冷端溫度波動時，則熱電偶回路中的熱電動勢與補(bǔ)償電路中的會相應(yīng)地向反方向變化，從而補(bǔ)償了熱電偶電動勢的變化。 熱電偶冷端溫度誤差及補(bǔ)償通常用熱電偶測量的是一個熱源溫度，或者兩個熱源溫度差。 熱電偶傳感器的工作原理當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體兩端相連，組成一個閉合回路，如兩個接頭出有不同的溫度T和T0，則回路中便有電流，這種電流稱為溫差電流，這個環(huán)路便構(gòu)成所謂的溫差電偶或熱電偶，產(chǎn)生電流的電動勢稱為溫差電動勢，其數(shù)值一般只與兩個接頭的溫度有關(guān)。要正確選用傳感器，首先要明確所設(shè)計的系統(tǒng)需要什么樣的傳感器，系統(tǒng)對傳感器的技術(shù)要求；其次是要了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可以選擇的傳感器，把同類產(chǎn)品的指標(biāo)和價格進(jìn)行對比，從中挑選合乎要求的性能價格比最高的傳感器。需在程序的控制下，先把轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個時刻再啟動D/A轉(zhuǎn)換。(6)、Vcc ：芯片供電電壓，范圍為(+5～15)V。此后，當(dāng) /WR1由低電平變高時，控制信號成為低電平，此時，數(shù)據(jù)被鎖存到輸入寄存器中，這樣輸入寄存器的輸出端不再隨外部數(shù)據(jù)DB的變化而變化。如圖37所示。本次設(shè)計我所采用的 D/A 通道為最常用的 R2RT 型網(wǎng)絡(luò)。EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片 機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。圖36 ADC0809引腳圖ADC0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝，其引腳排列見圖。A/D轉(zhuǎn)換器的選擇。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。LED的顯示方式有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。鍵盤中哪一個鍵按下是由列線送入低電平后，檢查行輸入狀態(tài)，其方法是：依次給列線送低電平，然后檢查所有行線，如果全為 1，則所按下之鍵不在此列。44的鍵盤結(jié)構(gòu)如圖35所示，圖中行線通過電阻接+5V，當(dāng)鍵盤上沒有健閉合時，所有的行線和列線斷開，行線XO～X3呈高電平。2732單一+5V供電，最大靜態(tài)工作電流為100mA，維持電流為35mA，讀出時間最大為250ns。74LS373 的1管腳功能如圖 33 所示。任何擴(kuò)展的 I/O 口以及設(shè)備均占用數(shù)據(jù)存儲器地址。P8 口具有雙重功能。利用芯片，設(shè)計出一個專用系統(tǒng)。當(dāng)計算出的控制量超出限制范圍時，如果實際實現(xiàn)的控制量為u =u （上限值或下限值），則有效誤差可按下式計算出，即為（式34）。積分分離法在開始時不進(jìn)行積分，直到偏差達(dá)到一定值后才開始進(jìn)行積分。因此用數(shù)字 PID 完全可以替代模擬調(diào)節(jié)器。這種 PID 調(diào)節(jié)器，其微分作用主要用來加快系統(tǒng)的動作速度，減少超調(diào)，克服振蕩。即調(diào)節(jié)作用是以偏差的存在為前提的。系統(tǒng)的測量值和所有設(shè)定參數(shù)均由LED數(shù)碼管直接顯示，讀數(shù)清晰，直觀。主要輸出量有：汽包水位、蒸汽壓力、過熱蒸汽溫度、爐膛負(fù)壓、過?？諝獾?。復(fù)雜實時系統(tǒng)設(shè)計的主要問題是控制策略的設(shè)計，即整個系統(tǒng)需求模型和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計。要具有較好的可維護(hù)性，盡可能以軟件代替硬件，以簡化硬件系統(tǒng)，減少維護(hù)量，提高可靠性，還須有行之有效的自診斷和容錯措施。 燃油鍋爐的控制方法一、實時控制系統(tǒng)實時是指計算機(jī)對外來信息要以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在一定時間內(nèi)做出反應(yīng)，也就是說對外來信息及時的接收、分析、處理并給出反應(yīng)。系統(tǒng)性能價格比高。這些采用相同的系統(tǒng)總線相連接，根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以構(gòu)成不同配置，不同規(guī)模的控制機(jī)。（3）選用可編程控制器。（1）選用工業(yè)控制機(jī)。同時，該技術(shù)也在不斷完善和提高，在進(jìn)一步降低造價及鍋爐本體設(shè)備的改造緊密配合方面還有許多工作要做。微機(jī)對整個鍋爐的運行進(jìn)行監(jiān)測、報警、控制以保證鍋爐正常、可靠地運行，除此以外為保證鍋爐運行的安全，在進(jìn)行微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應(yīng)設(shè)置常規(guī)儀表及報警裝置，以保證水位和汽包壓力有雙重甚至三重報警裝置，以免鍋爐發(fā)生重大事故鍋爐控制系統(tǒng)，一般有燃燒、水位等控制系統(tǒng)。 鍋爐的計算機(jī)控制系統(tǒng)常見的工業(yè)鍋爐系統(tǒng)如圖11所示。沿途降低溫度的煙氣最后進(jìn)入尾部煙道，與省煤器和空氣預(yù)熱氣內(nèi)的工質(zhì)進(jìn)行熱交換后，以經(jīng)濟(jì)的較低的煙溫排出鍋爐。蒸汽在上鍋筒頂部引出后，進(jìn)入蒸汽過熱氣，而分離下來的水仍回到上鍋筒下半部的水中。燃料一面燃燒，一面向后移動，燃料所需要的空氣是由風(fēng)機(jī)送入爐排腹中風(fēng)倉后，進(jìn)行燃料反應(yīng)形成高溫?zé)煔?。引風(fēng)設(shè)備：包括引風(fēng)機(jī)，煙囪，煙道幾部分。爐子：是使燃燒從充分燃燒并釋放出熱量的設(shè)備。8． 作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。 5．提高鍋爐的熱效率。鍋爐計算機(jī)控制，是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機(jī)軟件、硬件、自動控制、鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，我國現(xiàn)有中、小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產(chǎn)量的1/3，目前大多數(shù)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)。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）關(guān)鍵字：燃燒控制系統(tǒng) MATLAB 過程控制 SIMULINKAbstractIndustrial 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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(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。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。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。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日鍋爐按燃料種類來分，可分為燃油鍋爐、燃汽鍋爐和燃煤鍋爐。2．可以按需要隨時打印或定時打印，能對運行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報漏報現(xiàn)象。例如當(dāng)鍋爐的負(fù)荷變化時，所有的被調(diào)量都會發(fā)生變化。所以鍋爐的中心任務(wù)是把燃料中的化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。過熱器：是將氣鍋所產(chǎn)生的飽和蒸汽繼續(xù)加熱為過熱蒸汽的換熱器。水處理設(shè)備：其作用是為清除水中的雜質(zhì)和降低給水硬度，以防止在鍋爐受熱面上結(jié)水垢或腐蝕。位于煙溫較低區(qū)段的對流灌束，因受熱較弱，汽水工質(zhì)的容量較大，而位于煙溫較高區(qū)段的對流管束，因受熱強(qiáng)烈，相應(yīng)的汽水工質(zhì)的容量較小，從而量大的工質(zhì)則向上流入下鍋筒，而容量小的工質(zhì)則向上流入上鍋筒形成了鍋水的自然循環(huán)。繼而煙棋手引風(fēng)機(jī)，煙囪的引力下向爐膛上方流動。通常我們是爐膛負(fù)壓保持在微負(fù)壓（10～80Pa）。圖11 常見的鍋爐系統(tǒng)這種方式使鍋爐的熱能得到節(jié)約。由于鍋爐水位系統(tǒng)是一個設(shè)有自平衡能力的被控對象，運行中存在虛假水位現(xiàn)象，實際應(yīng)用中可根據(jù)情況采用水位單沖量、水位蒸汽量雙重量和水位、蒸汽量、給水量三沖量的控制系統(tǒng)。采用微機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計一個2T的燃油鍋爐信號采集控制系統(tǒng)。（2）選用集散控制系統(tǒng)。如 IBM PC／XT 機(jī)、IBM386 等配上 A/D、D/A 卡和開關(guān)量輸入輸出卡，可用于工業(yè)控制。 新型計算機(jī)控制系統(tǒng)方案用戶以芯片開始，設(shè)計出控制系統(tǒng)所需要的專用計算機(jī)。利用芯片，設(shè)計出一個專用系統(tǒng)。一旦鍋爐出現(xiàn)故障以至停止供汽，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的其它環(huán)節(jié)，造成極大的損失。三、設(shè)計方法在設(shè)計小型控制系統(tǒng)時，一般是在提出系統(tǒng)指標(biāo)要求后就開始著手硬件的設(shè)計制作和軟件的編寫。實時系統(tǒng)的特點決定了其設(shè)計方法，在每一步的設(shè)計過程中都要采用相應(yīng)的輔助工具，例如在系統(tǒng)要求模型設(shè)計時，要建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖DFD和過程規(guī)程PSPEC、控制流圖CFD和控制規(guī)程PSPEC，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型設(shè)計時，采用結(jié)構(gòu)流圖AFD和結(jié)構(gòu)模塊規(guī)程AMS以及結(jié)構(gòu)詞典AD、結(jié)構(gòu)連接圖AID和結(jié)構(gòu)連接規(guī)程AIS等作為輔助工