【導(dǎo)讀】汽包水位是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要參數(shù)，汽包水位控制的被調(diào)量是汽包水位，而調(diào)節(jié)量則是給水流量，通過對(duì)給水流量的調(diào)節(jié),使汽包內(nèi)部的物料達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，變化在允許范圍之內(nèi)。由于引進(jìn)蒸汽流量和給水流量信號(hào)作為控制信。的變化，因而得到了廣泛的引用。示并查詢輸入輸出信號(hào)值?；痣姀S鍋爐是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽熱能的設(shè)備。度后能與氧發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，并放出大量熱量的炭氫化合物和碳化物稱為燃料。1燃燒嘴；2爐膛；3汽包；4減溫器；預(yù)熱空氣，最后，經(jīng)過引風(fēng)機(jī)送往煙囪，排入大氣。目前工程處理上作了一。維持過熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超過允許的工作溫度?？刈兞恳话闶沁^熱器出口溫度，操縱變量是減溫器的噴水量。這一控制過程的作用主要是使鍋爐給水性能指標(biāo)達(dá)到工藝要求。循環(huán)，引起水冷壁局部過熱而損壞，甚至引起爆炸。后，汽包水位一開始并不立即增加，而是有一個(gè)起始慣性段。

　　

【正文】 94接線圖 AD694 的使用比 較簡(jiǎn)單，對(duì)于輸入為 0～ 10V，輸出為 4～ 20mA 時(shí)，參考電壓可選擇是 10V。通過以上設(shè)計(jì)完成了 0～ 10V 電壓轉(zhuǎn)換為 4～ 20mA 電路的設(shè)計(jì)。 執(zhí)行器的選擇 執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)系指產(chǎn)生推理或位移的裝置，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)系指直接改變能量或輸送量的裝置，通常稱調(diào)節(jié)閥。 執(zhí)行器按其使用的能源可分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類。液動(dòng)的在實(shí)際應(yīng)用中很少使用。本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)執(zhí)行器。采用 KVRJP/M 型防爆電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 。 KVRJP/M 系列頂部導(dǎo)向型控制閥，適用于過程控制技術(shù)方面的大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，特別適用于 在具有某種要求的工作下應(yīng)用，由于其調(diào)節(jié)范圍寬，可選擇不同曲面的閥芯，及其在關(guān)斷狀態(tài)下的高度密封性。當(dāng)配上氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)， KVRJP/M 系列閥可實(shí)現(xiàn)高分辨的比例控制。其它各種附件，如氣動(dòng)或電動(dòng)定位器，電 /氣轉(zhuǎn)換器、限位開關(guān)，閥位傳送器等，可在幾乎所有各種過程技術(shù)控制回路中加以配合使用。 （ 1）技術(shù)數(shù)據(jù) 壓力等級(jí)： ～ 口徑范圍： DN20～ 300 連接方式：法蘭式按 ； ； ； JB7959 流量特 性：等百分比特性 ,直線特性和快開特性 泄漏等級(jí)：符合 GB/T421392 IV 級(jí)規(guī)定， 軟 閥 座： V級(jí) 基本誤差：氣動(dòng) (帶定位器 )177。 1%；電動(dòng)177。 % 回 差：氣動(dòng) (帶定位器 )≤ 1%；電動(dòng)≤ 1% 死 區(qū)：氣動(dòng) (帶定位器 )≤ %；電動(dòng)≤ 1% 可調(diào)范圍： 50:1 溫度范圍：常溫型 :20～ 200℃ 延 長(zhǎng) 型： 60～ 20℃； +200～ 450℃ （ 2） 主要零件材料 閥體、閥蓋 ： HT200、 ZG25 ZG1Cr18Ni9Ti； ZG1Cr18Ni12Mo2Ti 閥內(nèi)件 ： 2Cr18Ni9Ti 填料 ： 聚四氟乙稀、柔性石墨 墊片 ： 橡膠石棉板 、 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼石棉纏繞墊片 （ 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 可配置德國 PSL、日本工裝 3810L 和國產(chǎn) ZAZ 等系列一體化電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) ； 或 FOXBORO 的 PA、 PBS 和國產(chǎn) ZH 等系列氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 鍵盤 /顯示電路設(shè)計(jì) 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。鍵盤實(shí)際上是一組按鍵開關(guān)的集合。通常，鍵盤開關(guān)利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合斷作用。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(duì)行線電平高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。常采用軟件來消除按鍵抖動(dòng)。 （ 1）常用鍵盤接口 獨(dú)立式鍵盤接口；獨(dú)立式鍵盤就是各鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線的電平狀態(tài)可以很容易的判斷哪個(gè)按鍵被按下。在按鍵數(shù)目較多時(shí)，獨(dú)立式鍵盤電路需要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場(chǎng)合。各種獨(dú)立式鍵盤中，各按鍵均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時(shí)，各I/O 口有確定的低電平，當(dāng)然如果輸入口線內(nèi)部已有上拉電阻，則外電路的上拉電 阻可省去。 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。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。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。行線通過上拉電阻接到 +5V 上。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。 （ 2）按鍵的識(shí)別方法 1）掃描法； 2） 線反轉(zhuǎn)法 （ 3） 鍵盤的編碼 對(duì)于獨(dú)立式鍵盤，由于按鍵的數(shù)目比較少，可根據(jù)需要靈活編碼。對(duì)于行列式鍵盤， 按鍵的位置有行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以常常采用依次排列鍵號(hào)的方式對(duì)鍵盤進(jìn)行編碼。 （ 4） 鍵盤的工作方式 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是單片機(jī)的工作內(nèi)容之一。單片機(jī)在忙于各種工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式鍵盤工作方式的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 工作的繁忙情況而定，其原則是既要保證能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用 CPU 的工作時(shí)間。通常，鍵盤的工作方式有 3 種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。 1） 編程掃描方式 這種方式就是只有當(dāng)單片機(jī)空閑時(shí)，才調(diào)用鍵盤掃描子程序，反復(fù)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。 2） 定時(shí)掃描工作方式 單片機(jī)對(duì)鍵盤的掃描也可采用定時(shí)掃描方式，即每隔一定的時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次。在這種掃描方式中，通常利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器，產(chǎn)生 10ms 的中斷， CPU 響應(yīng)定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，在有按鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，并執(zhí)行相應(yīng)鍵的處理功能程序。 3） 中斷工作方式 為進(jìn)一步提高單片機(jī)掃描鍵盤的工作效率，可采用中斷掃描方式，既只有在鍵盤有鍵按下時(shí)，才執(zhí)行鍵盤掃描程序并執(zhí)行該按鍵功能程序，如果無鍵按下，單片機(jī)將不理睬鍵盤。 本設(shè)計(jì)采用行列式鍵盤接口，線 反選法，程序掃描方式。硬件圖見圖 。 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示部分我采用 四 位 7段 LED 顯示器， LED 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的輸出部件，它是由若干發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)光，不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。 這里使 用 LED 是因?yàn)樗哂酗@示清晰、亮度高、使用電壓低、光電轉(zhuǎn)換效能高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 LED 顯示器有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示 2種顯示方式。 （ 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。之所以稱為靜態(tài)顯示，是因?yàn)楦鱾€(gè)LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直接送入另一個(gè)字符的段碼為止。 （ 2） LED 動(dòng)態(tài)顯示方式 在多位 LED 顯示時(shí)，為簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有位的段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由 1個(gè) 8位 I/O 口控制，形成各位的分時(shí)選通。 我們 這里選用共陽極動(dòng)態(tài)顯示方式， 由于所有 4 位選線皆由一個(gè) I/O 口控制，因此，在每一瞬間， 4 位 LED 會(huì)顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點(diǎn)亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。 在此瞬間，段選控制 I/O 口輸出相應(yīng)字符段選碼 (字型碼 )，而位選則控制 I/O 口在該顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位分時(shí)顯示該位應(yīng)顯示字符，根據(jù)人眼視覺特性，當(dāng) LED 所加信號(hào)頻率大于 50Hz 時(shí)，人眼不能感覺其變化，所以每位顯示的間隔不能超過 20ms，也就是說要在 20ms 之內(nèi)分時(shí)的點(diǎn)亮所有 LED。因?yàn)槲粩?shù)只有四位，所以亮度也不會(huì)很暗。 系統(tǒng)中設(shè)置鍵盤和 LED 顯示電路 的目的是為了能實(shí)時(shí) 地用十進(jìn)制顯示汽包水位，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定 了 12個(gè)按鍵，除了 10個(gè)數(shù)字鍵之外，再設(shè)定 水 位設(shè)定值鍵和 復(fù)位鍵兩個(gè)功能鍵。通過顯示子程序?qū)⒏髯?顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容調(diào)入 LED 顯示器進(jìn)行顯示；通過鍵盤子程序?qū)⒃阪I按下時(shí)求出鍵值，并轉(zhuǎn)到相應(yīng)的數(shù)字鍵或者功能鍵處理程序?qū)崿F(xiàn)功能。 其鍵盤 /顯示電路如圖 所示： 5 . 1 K * 3+ 5VA1A2A3A4Y1Y2Y3Y4A1A2A3A4Y1Y2Y3Y4P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 774077407+ 5V1Y 2Y GND1B 2A 2BVCC1A7 54 5 21Y 2Y GND1B 2A 2BVCC1A7 54 5 2+ 5V + 5VG N DG N D10 0*81 2 3 45 6 7 89 10 11 12P C 0P C 1P C 2P A 0P A 1P A 2P A 31234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedp 圖 鍵盤 /顯示 電路 在進(jìn)行顯示功能時(shí)， 8155 作為 I/O 端口擴(kuò)展芯片， PA0～ PA3作為作為掃描口，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器 75452 接 LED 管 陽 極，控制選通哪一位； PB口作為段數(shù)據(jù)口，經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器 7407 接 LED顯示器的各個(gè)段。這樣依次改變 PA0～ PA3中輸出為 低 的位和 PB 口輸出的段數(shù)據(jù)，顯示器就能顯示出顯示緩沖器中的內(nèi)容。 在進(jìn)行鍵盤功能時(shí)， PA0到 PA3作為鍵盤的掃描輸出口，控制鍵盤列線的電平； PC0到 PC2作為鍵盤行線的輸入口，判別方法通過后面的程序?qū)崿F(xiàn)。 芯片 8155H 擴(kuò)展電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 8155 是按外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址的，為 16 位地址，其高 8位由片選線 CE 提供， CE ＝ 0，選中該片。 當(dāng) CE ＝ 0， IO/M ＝ 0時(shí)，選中 8155 片內(nèi) RAM，這時(shí) 8155 只 能作片外 RAM 使用，其 RAM 的低 8 位編址為 00H～ FFH；當(dāng) CE ＝ 0， IO/M ＝ 1 時(shí)，選中 8155 的 I/O 口，其端口地址的低 8位由 AD7～ AD0確定。這時(shí)， A、 B、 C口的口地址低 8位分別為 01H、02H、 03H（設(shè)地址無關(guān)位為 0）。 89C51單片機(jī)用擴(kuò)展 I/O接口芯片 8155H實(shí)現(xiàn) 4為 LED顯示和 12鍵的鍵盤 /顯示接電路。其單片機(jī)與 8155H 的接口電路如圖 所示。 圖 單片機(jī)與 8155H接 口電路 89C51 先通過 P0 口給鎖存器 74LS373 一個(gè)信號(hào)，將 8155 鎖存為 I/O 狀態(tài)，然后89C51 將處理后的數(shù)字量送給 8155 的 D0到 D7實(shí)現(xiàn)功能。 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 在單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)發(fā)生故障或處于某種緊急狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)能發(fā)出提醒人們警覺的報(bào)警信號(hào)或者提示信號(hào)，常見的報(bào)警信號(hào)可分為閃光報(bào)警，鳴音報(bào)警和音樂報(bào)警。 閃光報(bào)警可用 MCS51 的某一 I/O 口線驅(qū)動(dòng) LED 閃爍，只要該 I/O 口線發(fā)出具有一定頻率的高低電平信號(hào)，即可使 LED 閃爍。蜂鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)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(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流，可以使用 TTL 系列集成電路 7406 或者 7407 低電平驅(qū)動(dòng)。 這里只要通過軟件置 為低電平， 為高電平便可實(shí)現(xiàn)功能。 本設(shè)計(jì)采用蜂鳴音樂報(bào)警裝置，如圖 所示。 圖 蜂鳴報(bào)警電路 4 軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)運(yùn)行的主程序的設(shè)計(jì)思想是 ： 首先進(jìn)行一個(gè)系列的初始化工作 ， 重置看門狗電路 ， 當(dāng)軟件進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，看門狗電路以復(fù)位信號(hào)做出響應(yīng)，從而保證系統(tǒng)可靠工作。在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，能夠?qū)崟r(shí)地 測(cè)量控制水位、給水流量、蒸汽流量使水位控制在正常的范圍內(nèi)，并能夠通過 LED 數(shù)碼管將 水位示數(shù)顯示出來；當(dāng)水位出現(xiàn)異常時(shí)能夠及時(shí)的報(bào)警處理 。 主程序流程圖如圖 所示。 圖 定時(shí)中斷子程序設(shè)計(jì) 定時(shí)中斷子程序包括了主程序以外的所有子程序的管理和應(yīng)用。流程圖如圖 所示，每隔一秒進(jìn)行一次 PID 控制，并把水位顯示出來；每隔六秒進(jìn)行一次報(bào)警處理，當(dāng)水位超表示能夠進(jìn)行報(bào)警，即測(cè)量水位 Y(k)與給定水位 R(k)的偏差大于一個(gè)報(bào)警界點(diǎn) m（ 根據(jù)實(shí)際設(shè)定一個(gè)比 50mm 小的數(shù)值）時(shí)執(zhí)行報(bào)警處理。程序流程圖如下。 初 始 化 開 中 斷 掃 描 鍵 盤 開 始 顯 示 圖 定時(shí)中斷子程序流程圖 Y N Y N Y N 保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng) 關(guān) 中 斷 1 秒 單 元 清 0 調(diào)用采樣子程序 顯示液位 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 報(bào) 警 處 理 標(biāo) 度 變 換 濾 波 到 1秒？ 中 斷 開 始 中 斷 返 回 調(diào)用 PID控制程序 PID控制輸出 到 6秒？ |R(k)Y(k)|m 采樣子程序設(shè)計(jì) 采樣子程序是對(duì)液位、蒸汽流量和給水流量進(jìn)行采集。 A/D 轉(zhuǎn)換的功能是控制 A/D芯片 0809 對(duì)三路模擬量進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)存入指定的存儲(chǔ)單元中。 圖 采樣子 程序流程圖 鍵盤子程序設(shè)計(jì) 鍵盤子程序功能 ：首先判斷鍵盤是否有鍵閉合，先將列口置“ 0”，讀行 口若全為“ 1” 則沒有閉合鍵