【正文】 如在鍋爐控制系統(tǒng)中，真正體現(xiàn)無人操作，偌大的一個(gè)廠房，沒有一個(gè)工人，全都由計(jì)算機(jī)控制。～53～10～3. 壓　 力對(duì)象為容量系統(tǒng)，滯后一般不大，不用微分。如果系統(tǒng)靜差已小到允許范圍內(nèi)，并且已達(dá)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。算術(shù)平均濾波法就是對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。這種顯示器共有共陰極和共陽(yáng)極兩種顯示。 （2）行列式鍵盤工作原理 按鍵設(shè)置在行列線交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。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(hù)等級(jí)：IP65 基本誤差：177。外部通過晶體管可用于與AD694產(chǎn)品，以場(chǎng)外負(fù)載功率損耗，延長(zhǎng)溫度范圍內(nèi)運(yùn)作。 CS：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。ADC0809是一個(gè)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。一般情況下，不必進(jìn)行常規(guī)的大、中、小維修：多種信號(hào)輸出，方便不同系統(tǒng)配置；可用于高溫高壓容器的液位測(cè)量，且測(cè)量值不受被測(cè)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(qiáng)腐蝕性液體的測(cè)量；完善的過流、過壓、電源極性保護(hù)。 M22*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(yuǎn)距離傳送。如圖32。PSEN（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能端。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。 設(shè)計(jì)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(jì)主要思想，符合我的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)選用三沖量控制系統(tǒng)。雙沖量汽包水位控制存在的問題是：控制作用不能及時(shí)反映給水方面的擾動(dòng)，當(dāng)給水量擾動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)等于單沖量的控制。 指導(dǎo)思想采用三沖量水位控制系統(tǒng)，以鍋爐水位為主控信號(hào)，蒸汽流量為前饋信號(hào)，給水量為控制器的反饋信號(hào)來控制給水量。在國(guó)內(nèi)主要有，單、雙、三沖量控制系統(tǒng)來控制鍋爐汽包水位。由于我國(guó)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(jì)效益很低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的逐步普及，工業(yè)鍋爐開始采用微型機(jī)算計(jì)控制。單沖量控制系統(tǒng)以鍋爐鍋筒水位為唯一信號(hào)的鍋爐給水連續(xù)調(diào)節(jié)。其目的是通過單片機(jī)的控制，使鍋爐汽包水位維持在正常的范圍內(nèi)，當(dāng)水位超過上限或下限時(shí)，能及時(shí)報(bào)警并采取相應(yīng)的措施。因此，如果給水母管壓力經(jīng)常波動(dòng)，給水調(diào)節(jié)閥前后壓差不易保持正常時(shí)，不宜采用雙沖量控制。設(shè)計(jì)內(nèi)容是以鍋爐水位為主控信號(hào)，蒸汽流量為前饋信號(hào)給水量為控制器的反饋信號(hào)來控制給水量。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。 圖32 內(nèi)部時(shí)鐘電路電路中的電容C1和C2典型值通常取為30pF左右。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。 G1/2[5]（4）流量傳感器選擇 本設(shè)計(jì)采用LUGB21流量傳感器。引腳圖如圖34所示。 REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。 WR1：為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。 AD694產(chǎn)品，要求噪音免疫420A信號(hào)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。% 死 區(qū)：≤177。行線通過上拉電阻接到+5V上。LED顯示器有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示2種顯示方式。這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有1個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)。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)。～～3液　 位在允許有靜差時(shí)，不必用積分和微分。更有可能在能源方面，實(shí)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(xiàn)[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(rùn)升﹑黃禎地﹑ [15] [16] [17] — [18] 致 謝經(jīng)歷了兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這短暫的時(shí)間里，它不僅僅使我學(xué)到了寶貴的專業(yè)知識(shí)，更重要的是它使我學(xué)到了怎樣去獨(dú)立思考問題，解決問題，大大提高了我自己的動(dòng)手能力和操作能力，為我今后的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 鍋爐是人類供熱，取暖的主要來源，它在我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在，但是它的控制技術(shù)還很薄弱，然而，在這科技日益發(fā)展的今天，我們相信有一天，鍋爐技術(shù)會(huì)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1～～1溫　 度對(duì)象為多容量系統(tǒng)，有較大滯后，常用微分。其步驟如下：1） 整定比例部分先置PID控制器中的T1=∞、T2=0，使之成為比例控制器，再將比例系數(shù)由小變大，觀察相應(yīng)的響應(yīng)，使系統(tǒng)的過渡過程達(dá)到4:1的衰減振蕩和較小的靜差。 對(duì)于變化速度快的信號(hào)(流量、壓力等)可采用算術(shù)平均濾波法。常用的LED顯示器分為8段，每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。很明顯，在按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)，行列式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口線。（2）主要技術(shù)參數(shù) 型 式：HRL智能型直行程機(jī)構(gòu) 輸入信號(hào)：4～20mADC/4～12mA/12～20mA/0～5VDC/1～5VDC 輸入阻抗：250Ω/500KΩ 輸出信號(hào)：4～20mADC 輸出最大負(fù)載：＜650Ω 斷信號(hào)閥位置：可任意設(shè)置為保持/全開/全關(guān)/0～100%間予置的任意值 電 源：220V177。AD694產(chǎn)品的薄膜電阻結(jié)果在高水平的精度，而不需要額外調(diào)整和標(biāo)定。 ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效。CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。本設(shè)計(jì)采用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。儀表特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無任何可動(dòng)或彈性元部件，因此可靠性極高，維護(hù)量極少。 100VDC 振動(dòng)影響：對(duì)于20HZ1KHZ的機(jī)械振動(dòng)，%FS 密封等級(jí)：IP65 信號(hào)引出：六芯鍍金進(jìn)口接插件 螺紋連接：1/220UNF M20* 其主要技術(shù)參數(shù)為： 量也就是說，傳感器不是一般的敏感元件，它的輸出響應(yīng)還必須易于傳送的物理量。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。第二功能：編程脈沖輸入。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。總之，三沖量汽包水位控制系統(tǒng)，由于引進(jìn)蒸汽流量和給水流量信號(hào)作為控制信號(hào)，系統(tǒng)動(dòng)作及時(shí)，有較強(qiáng)的抗干擾能力，在較大的階躍擾動(dòng)時(shí)都能有效地控制水位的變化，因而得到了廣泛的引用。在給水壓力比較平衡時(shí)，采用雙沖量控制是能夠達(dá)到控制要求的。此外，是鍋爐能以地制宜地有效地燃用地方燃料，并為滿足環(huán)境保護(hù)的要求而努力解決煙塵污染問題，以提高操作管理水平，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證鍋爐額定運(yùn)行及運(yùn)行效率，安全可靠地供熱等問題。因此，掌握微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研制技術(shù)，是開發(fā)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要課題。s industrial in boiler operation production, resulting in many lost a lot of shows that the industrial boiler controlled by microputer is not only a major undertaking in the boiler safety in production, increase thermal efficiency, energy conservation, but also for the production of boilers opened up a broad prospect.This design uses the control system of threevolume water level, the boiler water level as main control signal, the steam flow as the feedforward signal, the water supply flow as feedback signalwater level by the Single Chip Machine control, to maintain the normal range of boiler. when the water level exceeds the limit or under the limit, it can be timely warning and take corresponding measures.Keywords: Three elements control Steam drum water level boiler temperature 1 引言 設(shè)計(jì)的目的和意義工業(yè)鍋爐是能源轉(zhuǎn)換和能源消耗的重要設(shè)備。實(shí)踐證明，工業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)控制，是鍋爐安全生產(chǎn)，提高熱效率，節(jié)約能源的一大創(chuàng)舉，也為鍋爐生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。該系統(tǒng)由水位變送器，伺服放大器，執(zhí)行器和給水調(diào)節(jié)閥組成。充分體現(xiàn)三沖量控制系統(tǒng)的優(yōu)越性，系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，能耗小，擴(kuò)展靈活，便于維護(hù)，并且可靠性高，而且還極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。[1] 三沖量水位控制系統(tǒng)近代工業(yè)鍋爐都向大容量高參數(shù)的方向發(fā)展，一般講鍋爐容量越大，汽包的容水量就越小，容許波動(dòng)的蓄水量就更少。通過單片機(jī)的控制，使鍋爐汽包水位維持在正常的范圍內(nèi)，當(dāng)水位超過上限或下限時(shí)，能及時(shí)報(bào)警并采取相應(yīng)措施。89C51其主要特性為（1）與MCS51 兼容（2）4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 （3）壽命：1000寫/擦循環(huán)（4）數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年（5）全靜態(tài)工作：0Hz24Hz（6）三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定（7）128*8位內(nèi)部RAM（8）32可編程I/O線（9）兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（10）5個(gè)中斷源 （11）可編程串行通道（12）低功耗的閑置和掉電模式（13）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 。[2] 復(fù)位電路設(shè)計(jì) MCS51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，~12MHZ。倘若，再通過適當(dāng)?shù)碾娐肥闺娙萘康拇笮檎袷庮l率的高低，就演變成輸出響應(yīng)是頻率值的壓力傳感器。 程：0～450MPa 綜合精度：%FSLUGB－21/ZX渦街流量傳感器是一種新型流量傳感器，可以用于多種數(shù)據(jù)散集系統(tǒng)，與XS型流量顯示儀配套組成流量計(jì)，用于測(cè)量管道中液體、氣體、蒸汽的瞬時(shí)流量和累積流量，并輸出信號(hào)控制相應(yīng)設(shè)備。 圖34 ADC0809引腳圖主要特性1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 Vcc：電源，單一＋5V。 XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效。它是建議作為一項(xiàng)替代分立設(shè)計(jì)中的各種應(yīng)用在工業(yè)過程控制，工廠 ，自動(dòng)化和系統(tǒng)監(jiān)控。% 回 差：≤177。無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的列線電平?jīng)Q定。1. LED靜態(tài)顯示方式 LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極或共陽(yáng)極連接在一起并接地；每位的段碼線分別與1個(gè)8位的鎖存器輸出相連。這種濾波當(dāng)n值較大時(shí)，信號(hào)的平滑度高，但是靈敏度低；當(dāng)n值較小時(shí)，平滑度低但靈敏度高。整定時(shí)，先將比例系統(tǒng)減小10－20%，以補(bǔ)償因加入積分作用而引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，然后由大到小調(diào)節(jié)，在保持系統(tǒng)良好動(dòng)態(tài)性能的情況下消除靜差?！?表1 常見被控參數(shù)的控制器參數(shù)選擇范圍表4）選擇控制長(zhǎng)后，按下表求得周期T、比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)Ti和微分時(shí)間常數(shù) 。這次們?cè)O(shè)計(jì)的課題為——工業(yè)鍋爐水位微機(jī)控制系統(tǒng)，它不僅是必須完成的課目，其真正的目的是我對(duì)整個(gè)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)情況做一個(gè)總結(jié)，檢驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)的掌握程度。 全文主要采用三沖量水位控制系統(tǒng)，以鍋爐水位為主控信號(hào)，蒸汽流量為前饋信號(hào)，給水量為控制器的反饋信號(hào)來控制給水量這樣就實(shí)現(xiàn)了鍋爐的控制，通過單片機(jī)的控制，使鍋爐汽包水位維持在正常的范圍內(nèi)，當(dāng)水位超過上限或下限時(shí)，能及時(shí)報(bào)警并采取相應(yīng)的措施。被控參數(shù)特　　　點(diǎn)流　 量對(duì)象時(shí)間常數(shù)小，并有噪聲，故較小，較小，不用微分。在試湊時(shí)，實(shí)行先比例、后積分、再微分的反復(fù)調(diào)整。它具有工作穩(wěn)定、受環(huán)境影響小、算法靈活、精度可控等優(yōu)點(diǎn)目前己有多種基于微控制器的數(shù)字濾波方法。LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，LED顯示器在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。[9]2）行列式鍵盤接口行列式鍵盤適用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上。另外，帶有軟密封結(jié)構(gòu)的TP系列既有