【正文】 我們知道不同的導體的自由電子的密度是不同的，當兩個不同的導體接觸連接在一起時，就會產生電子的擴散。先用 3 條輸出指令選擇 3 個端口，分別將數(shù)據(jù)寫入各 DAC 的輸入寄存器，當數(shù)據(jù)準備就緒后，再執(zhí)行一次寫操作，使 XFER變低同時選通 3 個 D/A 的 DAC 寄存器，實現(xiàn)同步轉換。 (2)、 IOUT1 ：模擬電流輸出端 1，當 DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 1時，輸出電流最大，當 DAC 寄存器中數(shù)據(jù) 全為 0 時，輸出電流為 0。與權電阻網絡一樣，開關是用二進制位進行控制的。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。產品中選用 0809A/D 轉換器，在精度、速度和價格等方面都屬中等，這對一般實時控制、數(shù)據(jù)采集產品來講是合適的。三位顯示器的接口邏輯。鍵盤上每一個鍵都有一個鍵值，鍵值賦值最直接的辦法是將行、列線按二進制順序排列。 OE /VPP為雙功能管腳，當 2732 用作程序存儲器時，其功能是允許讀數(shù)據(jù)出來；當對 EPROM 編程（也稱為固化程序）時，該管腳用于高電壓輸入，不同生產廠家的芯片編程電壓也有不同。累加器 A 和外部數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)傳遞操作，可通過以下兩句指令來實現(xiàn)： movx＠ Ri A:累加器中數(shù)據(jù)送片外； movxA，＠ Ri ：片外數(shù)據(jù)送累加器中。 芯片介紹與連接 簡介 MCS51 單片機為 40 腳芯片。 計算誤差根據(jù)增量式 PID 算式計算比例及積分量Ui Umin ?Ui Umax ?Ei o ?Ti 0 ?計算積分輸出控制入口Y出口NNNYYYN長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論 文） 15 圖 25 積分分離法克服積分飽和 這樣一方面防止了一開始就有過大的控制量，另一方面即進入飽和后，因積分累積小，也能較快退出，減少了超調。它結構靈活，不僅可以用常規(guī)的 PID 還可以根據(jù)系統(tǒng)的要求，采用各種 PID 的變種，如 PI、 PD 等。它是連續(xù)系統(tǒng)中技術成熟，應用最為廣泛的一種調節(jié)器。系統(tǒng)軟件設計 。因此，實時控制 系統(tǒng)就是對實時性有苛刻要求的計算機控制系統(tǒng) [13]。然而，缺點是提供的系統(tǒng)軟件和應用軟件少。所以用 溫度傳感器壓力傳感器水位傳感器8031單片機計算機LED 顯示小鍵盤 顯示器打印機鍋爐油量調節(jié)閥水泵長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文） 8 戶的研制、開發(fā)工期小，設計周期短。 汽包水位控制系統(tǒng)，實質上是維持鍋爐進出水量平衡的系統(tǒng)。 （ 2）保證燃燒過程的經濟性。經處理的水由泵加壓，先流經省煤器而得到預熱，然后進入氣鍋。（須指出，直流鍋爐內無鍋筒。通過對風機水泵進行變頻控制可以平均節(jié)電達到 30%40%。隨著工業(yè)生產規(guī)模的不斷擴大、生產設備的不斷更新，作為全廠動力源和熱源的鍋爐，亦向著大容量、高效率發(fā)展。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。 本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。 5．提高鍋爐的熱效率。 爐子：是使燃燒從充分燃燒并 釋放出熱量的設備。燃料一面燃燒，一面向后移動，燃料所需要的空氣是由風機送入爐排腹中風倉后，進行燃料反應形成高溫煙氣。沿途降低溫度的煙氣最后進入尾部煙道，與省煤器和空氣預熱氣內的工質進行熱交換后，以經濟的較低的煙溫排出鍋爐。微機對整個鍋爐的運行進行監(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，在進行微機系統(tǒng)設計時，對鍋爐水位、鍋爐汽包壓力等重要參數(shù)應設置常規(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 設 備給油量給水量送風量水位水溫壓力長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文） 6 鍋爐控制系統(tǒng)，一般有燃燒、水位等控制系統(tǒng)。 （ 1）選用工業(yè)控制機。這些采用相同的系統(tǒng)總線相連接，根據(jù)系統(tǒng)的要求，可以構成不同配置，不同規(guī)模的控制機。 燃油鍋爐的控制方法 一、實時控制系統(tǒng) 實時是指計算機對外來信息要以足夠快的速度進行處理，并在一定時間內做出反應，也就是說對外來信息及時的接收、分析、處理并給出反應。復雜實時系統(tǒng)設計的主要問題是控制策略的設計，即整個系統(tǒng)需求模型和系統(tǒng)結構模型的設計。系統(tǒng)的測量值和所有設定參數(shù)均由 LED 數(shù)碼管直接顯示， 讀數(shù)清晰，直觀。這種 PID 調節(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，克服振蕩。積分分離法在開始時不進 行積分，直到偏差達到一定值后才開始進行積分。利用芯片，設計出一個專用系統(tǒng)。任何擴展的 I/O 口以及設備均占用數(shù)據(jù)存儲器地址。 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。 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。 LED 的顯示方式有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。 A/D 轉換器的選擇。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片 機的數(shù)據(jù)線直接相連。本次設計我所采用的 D/A 通道為最常用的 R2RT 型網絡。此后，當 /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。需在程序的控制下，先把轉換的數(shù)據(jù)輸入輸入緩存器，然后在某個時刻再啟動 D/A 轉換。 熱電偶傳感器的工作原理 當兩種不同的導體兩端相連，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)路便構成所謂的溫差電偶或熱電偶，產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。 根據(jù)理論可得推倒結果： ? ? ? ? ? ?00,A B A B A BE T T e T e T?? （式 31） 式中： ? ?ABeT和 ? ?0ABeT— 導體 A、 B的接觸點在溫度 T 和 T0 時形成的電勢差； 當熱電極 A、 B 選定后，熱電勢 ? ?0,ABE TT 是兩接點溫度 T 和 T0 的函數(shù)差，即 ? ? ? ? ? ?00,ABE T T f T f T?? （式 32） 如果冷端溫度 T0 保持不變，則 ? ?0fT =C（常數(shù)），此時， ? ?0ABET就成為 T的 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論 文） 30 單值函數(shù)，即 ? ? ? ? ? ?0,ABE T T f T C T?? ? ? （式 33） 這個公式在實際測溫中得到廣泛的應用。 傳感器的選擇 溫度測量元件主要是指傳感器，它是信號輸入通道的第一道環(huán)節(jié)，也是決定整個測試系統(tǒng)性能的關鍵環(huán)節(jié)之一。 (5)、 VREF ：參考電壓輸入端，此端可接一個正電壓，也可接一個負電壓，它決定 0至 255 的數(shù)字量轉化出來的模擬量電壓值的幅度， VREF范圍為 (+10～ 10)V。 Iout1 與 Iout2 的和是常數(shù)，它們的值隨 DAC 寄存器的內容成線性變化。通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號。 介紹 ADC0809 的內部邏輯結構圖如圖 36所示，圖中多路開關可選通 8個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用一個 A/D 轉換器進行轉換，這是一種經濟的多路數(shù)據(jù)采集方法。用靜態(tài)顯示所需的 I/O 太多，一般采用動態(tài)顯示方法。 LED 示器是單片機應用系統(tǒng)中常用的輸出器件。鍵盤上閉合鍵的識別是由專用硬件實現(xiàn)的，稱為編碼鍵盤，靠軟件實現(xiàn)的稱為非編碼鍵盤。 74LS373 用于鎖存 RAM 和 EPROM 的低 8 位地址線。 （ 3）電源及時鐘： VCC、 VSS、 XTAL XTAL2 其應用特性如下： I/O 口線不能都用作用戶 I/O 口線，除 805 8751 外，其它可以完全為用戶使用的只有 P1，以及作為多功能使用的 P3 口。只有在門限范圍內，積分才會起作用，以消除系統(tǒng)誤差。應用直接數(shù)學控制方法比較困難甚至根本不可能，所以必須用 PID 算法。但它有一個不可避免的缺點，即存在靜態(tài)誤差。 鍋爐是一個較復雜的調節(jié)對象，為保證提供 合格的蒸汽適應負荷的變化，生產過程主要參數(shù)必須嚴格控制。因此，在設計和實施中都應該把可靠性擺在第一位。這種方案的好處是針對性強、靈活方便。這主要針對大型的控制系統(tǒng)，多套設備、復雜過程，需要采用多級分布式控制的場合。 爐膛負壓控制系統(tǒng)是使進出爐膛的空氣量維持平衡的控制系統(tǒng)，一般以爐膛壓力作為空氣量平衡與否的控制指標，通過調整排向大氣的引風量達到空氣量進出平衡，為提高控制品質，一般以送風量或送風檔板開度作為前饋量構成前饋－反饋控制系統(tǒng)。 為了完成上述三項任務，我們對三個量進行控制：燃料量，送風量，引風量。 蒸汽所產生的過程是借助于上鍋筒內設的汽水分離裝置。過熱器一般都裝在爐膛出口。故而理想控制應該采用多變量解耦控制方案。在化工生產過程中，由于產生各種不同的殘油、殘渣、煉廠氣等，所以多用燃油和燃汽鍋爐。而在大量的工業(yè)生產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。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明。 2．可以按需要隨時打印或定時打印，能對運行狀況進行準確地記錄，便于事故追查和分析，防止事故的瞞報漏報現(xiàn)象。所以鍋爐的中心任務是把燃料中的化學能有效的轉化為蒸汽的熱能。 水處理設備：其作用是為清除水中的雜質和降低給水硬度，以防止在鍋爐受熱面上結水垢或腐蝕。繼而煙棋手引風機，煙囪的引力下向爐膛上方流動。 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。采用微機控制技術，設計一個 2T 的燃油鍋爐信號采集控制系統(tǒng)。如 IBM PC／ XT 機、 IBM386 等配上 A/D、 D/A 卡和開關量輸入輸出卡，可用于工業(yè)控制。利用芯片，設計出一個專用系統(tǒng)。 三、 設計方法 在設計小型控制系統(tǒng)時，一般是在提出系統(tǒng)指標要求后就開始著手硬件的設計制作和軟件的編寫。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論文） 11 燃油 鍋爐控制系統(tǒng)的理論 PID 控制理論 本文用 8031 單片機實現(xiàn)控制，為了便于用戶根據(jù)不同的實際需要對工作方式及其他參數(shù)組態(tài)進行修改，要求所有的參數(shù)及組態(tài)狀況均可通過面板的幾個操作鍵輸入、檢查、修改，并可在斷電情況下，使參數(shù)保存半年。 微分調節(jié)器 它的優(yōu)點是能在偏差信號出現(xiàn)或變化的瞬間，立即根據(jù)變化的趨勢，產生強烈的調節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌芽之中 [12]。 一、遇限制消弱積分法 這種方法的思想是：一 旦控制變量進入飽和區(qū)，停止增大積分項。對于過熱蒸汽鍋爐，這能實現(xiàn)對過熱蒸汽溫度的控制。因此， EPROM 片內地址線除了由 P0 口線鎖存器提供低 8 位地址線外，需要由 P2 口提供若干地址線。 EPROM 2732 的容量為 4K 8 位。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過程稱為對鍵盤的一次掃描。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。在微型機系統(tǒng)中，當測量濕度、壓力、流量、重量、位置和距離等未知參數(shù)時， A/D 轉換器的任務就是把傳感器輸出的電流或電壓信號轉換成數(shù)字 量，以便計算機進行控制和計算。 START—— 轉換啟動信號。 D/A 通道 D/A 轉換器實際上是一種把數(shù)字量變成模擬量信號的器件。 1LSB，參考電壓為 (+10～ 10)V，供電電源為 (+5～ +15)V，邏輯電平輸入與 TTL 兼容。 單緩沖方式 ：只要把兩個寄存器中的 任何一個接成直通方式，而用另一個鎖存器數(shù)據(jù)， DAC 就可處于單緩沖工作方式。 長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計（論 文） 29 由于溫度是一個狀態(tài)量，從超低溫到超高溫測量范圍較寬，而本設計的控制溫 度為 1000 度，故從各種資料中可以清楚的知道應該采用的傳感器為熱電偶。為了使輸出的電動勢是被測溫度的單一函數(shù)，一般將 T 作為被測溫度端， T0 作為參比溫度端。這是正確選用傳感器的主要依據(jù)。 (7)、 AGND ：模擬量地，即模擬電路接地端。 介紹 圖 37 DAC0832 引腳圖 DAC0832 是雙列直插式 8 位 D/A 轉換器。使用中該狀態(tài)信號即可作為查詢的 狀態(tài) 標志，又可作為中斷請求信號使用。 對 ADC0809 主要信號引腳的功能說明如下： IN7～ IN0—— 模擬量輸入通道 A、 B、 C—— 地址線。顯示器的亮度既與導