【正文】 。更有可能在能源方面，實現(xiàn)燃料無污染化，從而使大氣的污染減少，成為綠色鍋爐！ 參考文獻[1][2][3][4]馬棲秦、[5] [6][7](德)[8][9]馬西秦、 [10] [11] [12] 郭敬歐﹑莊繼東﹑ [13] [14] 曹潤升﹑黃禎地﹑ [15] [16] [17] — [18] 致 謝經(jīng)歷了兩個月的畢業(yè)設(shè)計，在這短暫的時間里，它不僅僅使我學到了寶貴的專業(yè)知識，更重要的是它使我學到了怎樣去獨立思考問題，解決問題，大大提高了我自己的動手能力和操作能力，為我今后的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。根據(jù)所求得的τ、Tm和Tm/τ的值，查下表2?！?液　 位在允許有靜差時，不必用積分和微分。 3） 選擇控制度。2） 加入積分環(huán)節(jié)如果只用比例控制，系統(tǒng)的靜差不能滿足要求，則需加入積分環(huán)節(jié)。為簡化標度變換程序,通常把被測參數(shù)的起點A0（輸入信號的下限）所對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為0，即N0=0，則上式可簡化為AX=(AmA0)*Nx/Nm+A0 開 始 AX=(AmA0)*Nx/Nm+A0 返 回 圖 49 標度變換流程圖 PID運算PID參數(shù)的整定有兩種可用的方法，理論設(shè)計法及實驗確定法。這樣信號的特點是有1個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流，可以使用TTL系列集成電路7406或者7407低電平驅(qū)動。LED顯示器有動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示2種顯示方式。這種方式就是只有當單片機空閑時，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復的掃描鍵盤，等待用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)，來響應(yīng)鍵盤的輸入要求。行線通過上拉電阻接到+5V上。常采用軟件來消除按鍵抖動。% 死 區(qū)：≤177。 HRL智能電動執(zhí)行機構(gòu)功能：帶斷控制信號故障判斷、報警及保護功能。 AD694產(chǎn)品，要求噪音免疫420A信號傳輸操作閥門，執(zhí)行器，以及其他控制裝置，以及用于傳輸?shù)墓に噮?shù)如壓力，溫度，流量。 圖37 DAC0832與單片機接線 V/I轉(zhuǎn)換芯片選擇 本設(shè)計采用V/I轉(zhuǎn)換芯片AD694。 WR1：為輸入寄存器的寫選通信號。當OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上. ADC0809轉(zhuǎn)換是采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的，由單一的+5V供電，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路選一的模擬開關(guān)，由A，B，C引腳的編碼來確定所選通道。 REF（+）、REF（）：基準電壓。21～28：8位數(shù)字量輸出端。引腳圖如圖34所示。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，A/D轉(zhuǎn)換器的新設(shè)計思想和制造技術(shù)層出不窮。[5]（4）流量傳感器選擇 本設(shè)計采用LUGB21流量傳感器。特別適合測量酸堿溶液和鍋爐的水位。 G1/24～20mA。其主要技術(shù)參數(shù)測溫元件K，E，J，T，PT100，Cu50測溫范圍50600℃1300℃精度等級CLassA；+（+%t）；CLassB；+（+%t）信號輸出：420 mADC二線制供電電壓：24Vdc,1236Vdc安裝方式：螺紋安裝，法蘭安裝，活套安裝應(yīng)用領(lǐng)域：采用歐美鉑電阻元件，利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化，并呈一定函數(shù)關(guān)系的特性來進行測溫。如果把膜盒中心的位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙輼O板的間隙變化，就稱為輸出響應(yīng)是電容量的壓力傳感器。目前“看門狗”電路和掉電保護電路，都已經(jīng)集成在一片微處理器芯片中，因此MCS51只需擴展一片微處理器監(jiān)控芯片即可。 圖32 內(nèi)部時鐘電路電路中的電容C1和C2典型值通常取為30pF左右。其中電平復位是通過RST端經(jīng)電阻與電源接通實現(xiàn)。第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“ 1”. P3口：I/O雙向口。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。MCS51單片機的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強等特點，特別值得一提的是MCS51CPU中的位處理器，它實際上是一個完整的1位微機算機。設(shè)計內(nèi)容是以鍋爐水位為主控信號，蒸汽流量為前饋信號給水量為控制器的反饋信號來控制給水量。[1] 圖21 三沖量框圖工業(yè)鍋爐采用三沖量控制系統(tǒng)時，當蒸汽負荷突然發(fā)生變化，蒸汽流量信號使給水調(diào)節(jié)閥一開始就向正確方向移動，即蒸汽流量增加，給水調(diào)節(jié)閥開大，抵消了由于“虛假水位”引起的反向動作，因而減小了水位和給水流量的波動幅度。因此，如果給水母管壓力經(jīng)常波動，給水調(diào)節(jié)閥前后壓差不易保持正常時，不宜采用雙沖量控制。從給水擾動下的情況看。其目的是通過單片機的控制，使鍋爐汽包水位維持在正常的范圍內(nèi)，當水位超過上限或下限時，能及時報警并采取相應(yīng)的措施。由常規(guī)儀表和調(diào)節(jié)儀表構(gòu)成的模擬控制系統(tǒng)，雖然具有可靠性高，成本低，易于維護和操作等優(yōu)點，并在大中小企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，解決了不少自動化方面的問題。單沖量控制系統(tǒng)以鍋爐鍋筒水位為唯一信號的鍋爐給水連續(xù)調(diào)節(jié)。 應(yīng)解決的主要問題本設(shè)計主要解決傳感器的選擇（溫度，壓力，水位）、輸出道的設(shè)計和軟件程序的設(shè)計。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機的逐步普及，工業(yè)鍋爐開始采用微型機算計控制。 摘 要 鍋爐計算機控制是近年來開發(fā)的一項新技術(shù)，它是微型計算機軟、硬件、自動控制和鍋爐節(jié)能等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，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)濟的運行，減輕工作人員的勞動強度。由于我國工業(yè)鍋爐生產(chǎn)操作水平落后，造成大量的熱能丟失，經(jīng)濟效益很低。它是以水位作為水量平衡與否的控制指標，通過調(diào)整進水量的多少來達到進出平衡，將汽包水位維持在汽水分離界面最大的汽包中位線附近，以提高鍋爐的蒸發(fā)效率，保證生產(chǎn)安全。在國內(nèi)主要有，單、雙、三沖量控制系統(tǒng)來控制鍋爐汽包水位。它采用蒸汽流量作為前饋信號，克服負荷變化引起的外擾動，減少假水位引起的調(diào)節(jié)器誤動作；用給水流量作為反饋信號，克服內(nèi)擾影響，穩(wěn)定給水量，可以進一步改善給水調(diào)節(jié)質(zhì)量。 指導思想采用三沖量水位控制系統(tǒng)，以鍋爐水位為主控信號，蒸汽流量為前饋信號，給水量為控制器的反饋信號來控制給水量。單沖量水位存在的問題是：當鍋爐蒸汽負荷變化很大時，由于“虛假水位”現(xiàn)象的影響，在調(diào)節(jié)過程一開始，調(diào)節(jié)器根據(jù)水位先上升去關(guān)小調(diào)節(jié)閥，減少給水量，這個錯誤動作擴大了汽包進出流量的不平衡，使汽包水位和給水量的波動幅度增大，降低了調(diào)節(jié)質(zhì)量。雙沖量汽包水位控制存在的問題是：控制作用不能及時反映給水方面的擾動，當給水量擾動時，控制系統(tǒng)等于單沖量的控制。針對上述情況，為了把水位控制平衡，在雙沖量水位控制的基礎(chǔ)上引入了給水流量信號，這時調(diào)節(jié)器接受三個輸入信號：汽包水位是被調(diào)量，是主沖量信號，蒸汽流量是前饋信號，給水流量是反饋信號，這就是汽包水位的三沖量控制系統(tǒng)。 設(shè)計方案的確定 通過比較看到三沖量控制系統(tǒng)適合本設(shè)計主要思想，符合我的設(shè)計方案，本設(shè)計選用三沖量控制系統(tǒng)。MCS51由如下幾個功能部件組成：（1）微處理器（2）數(shù)據(jù)存儲器（3）程序存儲器（4）4個8位并行I/O口（5）一個串行口（6）2個16位定時器/計數(shù)器（7）中斷系統(tǒng)（8）特殊功能寄存器。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。 P2口：I/O雙向口。PSEN（29腳）：外部程序存儲器讀選通信號EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲器使能端。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。如圖32。“看門狗”技術(shù)就是使用一個計數(shù)器來不斷計數(shù)，監(jiān)視程序循環(huán)運行，若發(fā)現(xiàn)時間超過已知循環(huán)設(shè)定時間，則認為系統(tǒng)陷入了死循環(huán)，這時計數(shù)器溢出，然后強迫系統(tǒng)復位，在復位入口0000H處安排一個出錯處理程序，使系統(tǒng)運行正軌。例如彈性膜盒的輸出響應(yīng)是形變，是微小的幾何量（位移）不便于遠距離傳送。[3]（1） 溫度傳感器選擇 本設(shè)計采用WPPT100溫度傳感器，其特性與應(yīng)用：抗震性好，耐高壓，多種溫度型號可選擇，安裝方式多元化，可進行OEM定做，應(yīng)用與化纖，橡塑，石油，造紙，水電，食品等設(shè)備的過程溫度測量與控制。 出 ： 。 M22*[5]（3）水位傳感器選擇本設(shè)計采用CR601C型水位傳感器CR60系列電容式液位變送器，適用于高溫高壓、強腐蝕、易結(jié)晶、易堵塞等惡劣條件下連續(xù)檢測可導電的液體。一般情況下，不必進行常規(guī)的大、中、小維修：多種信號輸出，方便不同系統(tǒng)配置；可用于高溫高壓容器的液位測量，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響；特別適用于酸、堿等強腐蝕性液體的測量；完善的過流、過壓、電源極性保護。%　　輸出信號：　?。?）三線制電壓脈沖　　低電平0—1V；高電平＞4V；占空比為50%　?。?）二線制電流信號4—20MA　　供電：24VDC，工作壓力：0— A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的作用是把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，以便于計算機進行處理。ADC0809是一個逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。 IN0～IN7：8路模擬量輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHZ。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 CS：片選信號輸入線，低電平有效。 Rfb:反饋信號輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻. Vcc:電源輸入線 (+5v~+15v) Vref:基準電壓輸入線 (10v~+10v) AGND:模擬地,摸擬信號和基準電源的參考地. DGND:數(shù)字地,兩種地線在基準電源處共地比較好. DAC0832與單片機接線圖37所示。外部通過晶體管可用于與AD694產(chǎn)品，以場外負載功率損耗，延長溫度范圍內(nèi)運作。 有數(shù)字顯示窗口，可看到控制信號值、閥位值。10%/50Hz 推力規(guī)格：1KN、2KN、4KN、8KN、10KN、16KN、20KN、25KN 閥作用型式：任意設(shè)置正/反作用 保護等級：IP65 基本誤差：177。 鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示鍵斷開，低電平則表示鍵閉合，通過對行線電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認按鍵按下與否。 （2）行列式鍵盤工作原理 按鍵設(shè)置在行列線交點上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。通常，鍵盤的工作方式有3種，即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。這種顯示器共有共陰極和共陽極兩種顯示。 蜂鳴音報警 蜂鳴音報警接口電路的設(shè)計只需要購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過MCS51的一根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。算術(shù)平均濾波法就是對一般具有隨機干擾的信號進行濾波。線性儀表的標度變換公式為：AX=A0+(AmA0)*(NxN0)/(NmN0)AX 儀表測量值A(chǔ)0 一次測量儀表的下限Am 一次測量儀表的上限N0 儀表下限對應(yīng)的數(shù)字量Nm 儀表上限對應(yīng)的數(shù)字量Nx 測量值所對應(yīng)的數(shù)字量其中A0、Am、N0、Nm對于某一個固定的被測參數(shù)而言都是常數(shù),對不同的參數(shù)各有不同的值。如果系統(tǒng)靜差已小到允許范圍內(nèi)，并且已達到4：1衰減的響應(yīng)曲線，那么只需用比例控制器既可，最優(yōu)比例度就由此確定。2）用上述的，僅讓控制器作純比例控制，逐漸增大比例系數(shù)，直至使系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，記下此時的比例系數(shù)Kr，再記下Tr此時的振蕩周期?！?3～10～3. 壓　 力對象為容量系統(tǒng)，滯后一般不大，不用微分。3）選擇控制度。如在鍋爐控制系統(tǒng)中，真正體現(xiàn)無人操作，偌大的一個廠房，沒有一個工人，全都由計算機控制