【正文】 。圖414 LUGB型渦街流量計(jì)信號放大處理電路圖該電路為RCV420的典型應(yīng)用電路。C1和C2為正、負(fù)電源的退藕電容，需采用1μF鉭電容并且在安裝時(shí)要盡量靠近RCV420的電源引腳。C3為降噪電容，取C3=，可將基準(zhǔn)電壓輸入端的噪聲電壓降低到25μV(峰峰值)，減小50％。此信號可送入ATmega16由其置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。而德國梅莎MESA含氧量傳感器主要分為兩種： 第一種是:直插式（型號:），是將氧化鋯直接插入高溫被測氣體，℃，利用被測氣氛的高溫使氧化鋯達(dá)到工作溫度，反應(yīng)速度快，即將氧化鋯與氧化鋁管永久的焊接在一起，成功解決了陶瓷材料的高溫密封問題，從而可以實(shí)現(xiàn)極佳的密封性能. 第二種是:采樣式（型號:MF060），是通過導(dǎo)引管，將被測氣體導(dǎo)入氧化鋯檢測室（型號MK1）.檢測室通過加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（750℃以上），壽命長達(dá)57年，MESA公司采用了冷卻罩的設(shè)計(jì)理念，突破了傳感器對爐內(nèi)溫度的限制，使傳感器可以對12002000℃高溫氣氛進(jìn)行取樣測量. 本系統(tǒng)選用德國MESA直插式含氧量傳感器（氧化鋯，氧探）。直接安裝在爐內(nèi)氣體中，性能非常穩(wěn)定，工作運(yùn)行無需維護(hù)?？稍?050℃溫度環(huán)境下工作。該探頭具有超強(qiáng)的抗老化性能，使用壽命可達(dá)35年。 由傳感器檢測爐中氧氣的含量把它傳給系統(tǒng)，由系統(tǒng)顯示分析。這樣一來不僅可以提高爐內(nèi)燃燒的質(zhì)量為用戶創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，還可以大幅度的降低氮氧化合物或一氧化碳的排放量，減少廢氣對空氣污染度。當(dāng)爐膛的氧氣含量不足時(shí)，由單片機(jī)控制變頻器增加鼓風(fēng)機(jī)的速度，從而達(dá)到增加爐膛內(nèi)氧氣含量的目的，保證垃圾在焚燒爐內(nèi)充分燃燒。 本系統(tǒng)中才用的控制算法為增量型PID控制算法，采用脈寬調(diào)制（PWM）控制。其中增量型PID算法的輸出為： 式（41）其中Kp、Ki、Kd分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)。采樣時(shí)間為T。若現(xiàn)場采樣得到的溫度與目標(biāo)溫度偏差大則輸出的占空比大，加熱電路的加熱功率也就大，這樣就可以使溫度實(shí)測值與設(shè)定值的偏差迅速變?。环粗?，二者的溫度偏差小則占空比也減小，加熱電路的功率也會(huì)減小，直至目標(biāo)溫度與實(shí)測值相等，從而達(dá)到自控控制燃燒爐中溫度的目的。比例系數(shù)P對系統(tǒng)性能的影響：比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減??；P偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長；P太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定；P太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。如果P的符號選擇不當(dāng)對象測量值就會(huì)離控制目標(biāo)的設(shè)定值越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況P的符號就一定要取反。微分控制D對系統(tǒng)性能的影響：微分作用可以改善動(dòng)態(tài)特性，D偏大時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較短；D偏小時(shí)，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時(shí)間也較長；只有D合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時(shí)間。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：圖416 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖 垃圾焚燒過程中爐中的溫度其被控對象的實(shí)際溫度、用戶設(shè)定的溫度等參量可以通過數(shù)碼管顯示電路實(shí)時(shí)顯示。使用數(shù)碼管進(jìn)行顯示時(shí)，采用動(dòng)態(tài)掃描方式。該方式的功耗較之靜態(tài)掃描要小。圖417 單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示電路此顯示電路采用“單片機(jī)→串行并出芯片→數(shù)碼管”的動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)。由單片機(jī)將需要顯示的8位字段碼通過SPI傳到74HC595，再通過74HC595輸出8位并行邏輯電平驅(qū)動(dòng)顯示?，F(xiàn)場總線作為底層控制網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)空盒子領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用，目前國際上的現(xiàn)場總線存在著多種標(biāo)準(zhǔn)，在短期內(nèi)不可能指望形成一統(tǒng)天下的局面。在這只介紹其中兩種常見的總線結(jié)構(gòu)。其中的本系統(tǒng)所選用的RS485總線標(biāo)準(zhǔn)是隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，在自動(dòng)化領(lǐng)域迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信情況下，EIA在RS422標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收靈敏度高的RS485總線標(biāo)準(zhǔn)。7V的共模電壓 　≤50pF 　，配置了120Ω的終端電阻的情況下，（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān)） 　（即（V+）（V）≥，表示信號“0”；（V+）（V）≤，表示信號“1”）　　因?yàn)镽S485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)（32個(gè)）以及傳輸線成本低的特性，使得EIA RS485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹兩種常用的總線結(jié)構(gòu)與其所需的轉(zhuǎn)換接口。圖52 CAN總線結(jié)構(gòu)（3）總線轉(zhuǎn)換接口在目前的很多工業(yè)領(lǐng)域中，我們通常都是需要把很多的工業(yè)參數(shù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)诫x現(xiàn)場較遠(yuǎn)的控制室里的上位機(jī)上。在垃圾發(fā)電廠中，其控制系統(tǒng)自然也不例外。其中RS485轉(zhuǎn)RS232接口原理圖如下圖53所示 。圖54 單片機(jī)轉(zhuǎn)CAN總線接口模塊電路圖在本垃圾發(fā)電的測控系統(tǒng)中，信號的傳輸路徑為，傳感器←→ 變送器←→ 單片機(jī)←→總線←→ RS485轉(zhuǎn)RS232或CAN板卡 ←→上位機(jī)←→ 顯示與輸入設(shè)備 。我國自從1985年在深圳建立起第一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠以來，許多城市也先后建立了一些垃圾發(fā)電廠。為了使垃圾發(fā)電能夠更好發(fā)展。變頻調(diào)速技術(shù)是近十幾年來發(fā)展起來的節(jié)能技術(shù)，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如果對這些電機(jī)都進(jìn)行調(diào)速改造，那對于垃圾發(fā)電廠將有著非常大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益，這將大大有利于垃圾發(fā)電的建設(shè)和發(fā)展。又因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)通用型變頻器都具標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，同時(shí)還具有短路、過電流、過電壓、過載、過熱、缺相等完善的保護(hù)功能。變頻控制系統(tǒng)具有本地/遠(yuǎn)控兩種操作方式。這樣一來垃圾焚燒發(fā)電狀態(tài)的任何變化和現(xiàn)場執(zhí)行器的工作狀態(tài)也就可以實(shí)時(shí)的反應(yīng)到控制系統(tǒng)，通過調(diào)整保證垃圾焚燒爐等工作的穩(wěn)定進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)較高程度的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。(2) 實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟起動(dòng)，減少了起動(dòng)沖擊及機(jī)械設(shè)備的磨損(3) 設(shè)備體積小，安裝方便，只需在電源斷路器與電機(jī)之間串聯(lián)變頻裝置即可，無需對負(fù)載和電機(jī)做任何改動(dòng)，對垃圾焚燒爐和鍋爐來說，風(fēng)機(jī)、水泵的數(shù)量很多因此，對于現(xiàn)場的布置和設(shè)備安裝更加方便。(5) 通過數(shù)據(jù)總線或RS485接口可以方便的與儀表或DCS系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。(7) 隨著通用變頻器應(yīng)用的普及，其性能價(jià)格比越來越高。單片機(jī)工作在多機(jī)模式下。上位機(jī)采用 Windows 環(huán)境下LabVIEW開發(fā)， 編程簡單， 界面良好， 維護(hù)方便； 下位機(jī)利用AVR單片機(jī)內(nèi)自帶的 USART通信接口， 很好的實(shí)現(xiàn)異步串行通信。而 PC則因?yàn)樨S富的軟、 硬件資源， 被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中。串行通信是計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要渠道，由于其成本低， 性能穩(wěn)定并遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)， 因而在工程中被廣泛應(yīng)用。在本系統(tǒng)中， 上位機(jī)以 PC和 Windows 操作系統(tǒng)為軟、 硬件資源；下位機(jī)采用 ATMEL公司的單片機(jī)，總線標(biāo)準(zhǔn)采用的是測控系統(tǒng)常用的 RS 485。但對于多臺(tái)設(shè)備的長距離傳輸， 它就很難實(shí)現(xiàn)。具有傳輸速率快（1200 m時(shí)為 100Kb/ s），抗干擾能力強(qiáng)，布線簡單等優(yōu)點(diǎn)。上位機(jī)與下位機(jī)之間如何進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，怎么提高通信的效率和可靠性， 以及對通信過程中的故障處理， 幀格式的約定， 都需要一套詳盡的通信協(xié)議。這給設(shè)計(jì)者提供了很大的靈活性。本系統(tǒng)的協(xié)議就是從這幾個(gè)方面考慮的。而RS485總線是一種異步半雙工的通信總線 ， 發(fā)送和接受共用同一物理通道， 在任意時(shí)刻只允許一臺(tái)單片機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)。此時(shí)， 每臺(tái)下位機(jī)都中斷接受并判斷， 地址不相符的下位機(jī)中斷返回， 執(zhí)行其他下位機(jī)任務(wù)； 反之則把本機(jī)地址及其狀態(tài)作為應(yīng)答信號發(fā)送給上位機(jī)。主機(jī)處于主導(dǎo)和支配地位 ，定時(shí)發(fā)出監(jiān)控命令后等待從機(jī)的應(yīng)答。 虛擬儀器軟件在系統(tǒng)上位機(jī)中的應(yīng)用虛擬儀器是美國NI公司開發(fā)的測試軟件旗艦產(chǎn)品，用通用計(jì)算機(jī)硬件加上軟件仿真?zhèn)鹘y(tǒng)測量儀器的設(shè)備，是以測量、分析、顯示為主，控制為輔的先進(jìn)的科學(xué)儀器。虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)在測試測量以及工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)主要用LabVIEW來設(shè)計(jì)系統(tǒng)的監(jiān)控界面，利用LabVIEW中功能強(qiáng)大的模塊來完成數(shù)據(jù)的傳送，顯示與存儲(chǔ)等。在此基礎(chǔ)上，使用LabVIEW ，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的溫度、壓力、氣流量、液位等被控參量的測量顯示與控制，從而降低了系統(tǒng)的硬件成本。上位機(jī)根據(jù)從單片機(jī)得到的數(shù)據(jù)，完成被控量的顯示和控制。通過使用LabVIEW可以縮短測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)間，而且設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)具有界面美觀、便于修改、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。在LabVIEW功能面板的Instrument Serial目錄下，包含串行通信所需的集成模塊。需要注意的是，在使用這些模塊之前，需安裝光盤上的VISA驅(qū)動(dòng)程序。最常用的串行通信模塊： I/O模塊1) VISA Configure Serial Port。其中VISA resource name用于選擇所用到的串行口，PC機(jī)中常用到的串口號分別用COM1和COM2表示。Baud rate， data bits， stop bits， parity分別用于設(shè)置串行通信的波特率，數(shù)據(jù)位長度，停止位長度，校驗(yàn)方式。 圖61 上位機(jī)串口初始化設(shè)置界面2) VISA Write。3) VISA Read。Byte count用于設(shè)置要讀取的字節(jié)數(shù)。用于關(guān)閉VISA resource name指定的串行口，讓出串行口的使用權(quán)。我們還需用到的控件除了有控件面板上I/O子面板中的VISA Resource控件，還有：Array， Matrix amp。由于本系統(tǒng)測控涉及的傳感器有很多，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也較為復(fù)雜。圖62 上位機(jī)監(jiān)控界面其程序面板的程序如圖63至65所示。波形圖控件用于顯示采集到的溫度值。然后判斷開始/暫停采集按鈕是否按下，如果處于按下狀態(tài)，則不采集數(shù)據(jù)；否則執(zhí)行依次堆疊式順序結(jié)構(gòu)里面的程序。第七章 目前國內(nèi)垃圾發(fā)電還需要解決的問題 目前國內(nèi)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)還面臨著許多問題，例如發(fā)展動(dòng)力問題、投資及運(yùn)行體制問題、國家政策的配合問題還有技術(shù)的進(jìn)一步完善的問題等等。 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的不斷發(fā)展，城市的興起，人們的生活水平也不斷的提高。中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長，人民生活水平迅速提高，城市化進(jìn)程也在不斷加快。要解決我們現(xiàn)在所面臨的垃圾問題與能源危機(jī)，我們就要努力發(fā)展像垃圾發(fā)電這樣的產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路。人們的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)了，才能更好實(shí)行垃圾的分類收集減少可再利用資源的流失，促進(jìn)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。二惡英是劇毒，但我們也沒有必要談虎色變。我們應(yīng)該相信科學(xué)，利用科學(xué)為我們服務(wù)。我們不應(yīng)該只看到眼前的利益，而忽略長遠(yuǎn)的利益而使垃圾發(fā)電得不到很好的發(fā)展。 垃圾發(fā)電需要國家相關(guān)政策的制定與扶持垃圾發(fā)電用能夠更好的發(fā)展，國家的扶持那是是必不可少的。同時(shí)也要鼓勵(lì)新技術(shù)的研發(fā)，還要有完善的監(jiān)督管理。垃圾發(fā)電的收入主要來源于賣電收入和政府返還的垃圾處理費(fèi)，而垃圾發(fā)電的成本主要來自垃圾處理成本和發(fā)電運(yùn)行成本。 垃圾發(fā)電急需優(yōu)惠政策。 垃圾發(fā)電技術(shù)尚待突破。目前國內(nèi)大部分垃圾焚燒電廠根本無力處理，環(huán)保部門的軟硬件條件也不夠，監(jiān)測無法到位，有些垃圾發(fā)電廠甚至根本就不進(jìn)行檢測。 中國垃圾處理技術(shù)要有全新突破。因此，我國要發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)，必須加大適合國情的技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)力度，盡快提高垃圾焚燒污染控制水平，使垃圾焚燒真正無害化，況且能源的短缺也要求我能更好的利用一切可以利用的能源。前面我們已經(jīng)談到過目前國內(nèi)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)遇到的一些問題。 國內(nèi)垃圾處理的方式應(yīng)由填埋為主向焚燒處理過度 目前垃圾處理的基本方式有三種方法：衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。我國應(yīng)逐步大力發(fā)展垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)，加大焚燒的比例，建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電工程，生產(chǎn)電能，造福社會(huì)。但是我國的垃圾水分含量高、熱值低。目前國內(nèi)采用垃圾焚燒工藝有多種，其中國產(chǎn)循環(huán)流化床垃圾焚燒爐用煤助燃，是適合我國國情的垃圾焚燒工藝，應(yīng)積極推廣。各發(fā)達(dá)國家都針對本國的垃圾發(fā)電制定了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，可以說，在世界范圍內(nèi)，沒有優(yōu)惠政策和各種補(bǔ)貼，垃圾發(fā)電難以產(chǎn)業(yè)化。只有明確了垃圾分類回收的辦法并實(shí)施，才能為垃圾的無害化處理創(chuàng)造良好的條件。 垃圾發(fā)電主要解決的問題是垃圾污染的問題而不是發(fā)電 垃圾焚燒發(fā)電主要解決的問題是解決城市垃圾處理的問題而不是發(fā)電，要防止一些一些地方添加大量的燃料而使垃圾發(fā)電廠變成小火電廠。垃圾發(fā)電的根本目的是綜合處理垃圾和防止一次污染。假如垃圾發(fā)電片面追求產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)效益，不僅會(huì)造成一次污染，還將嚴(yán)重影響垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。盡管如此，我國現(xiàn)有的垃圾焚燒廠大多數(shù)都達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，各地建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠一定要綜合考慮各種因素，慎而為之，防止小火電項(xiàng)目借機(jī)上馬。垃圾減量和轉(zhuǎn)換為能量是垃圾焚燒發(fā)電的突出優(yōu)點(diǎn)，但是如果垃圾發(fā)電片面追求產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)效益，不僅會(huì)造成二次污染，還將嚴(yán)重影響垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。并介紹了基于ATmega16單片機(jī)在垃圾發(fā)電檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用。4. 對垃圾發(fā)電控制系統(tǒng)中傳感器的選擇與總線的選擇等進(jìn)行簡單的介紹。5. 最后，分析了當(dāng)前國內(nèi)垃圾發(fā)電產(chǎn)也遇到的一些問題與其相應(yīng)的解決方法和建議。DSP數(shù)據(jù)通信技術(shù)選編 《1》 北京航空航天大學(xué)出版社 李朝青[11] PC機(jī)與單片機(jī)amp。DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊 李朝青 北京航空航天大學(xué)出版社[14] 張衍國、李清海、康建斌 垃圾清潔焚燒發(fā)電技術(shù) 中國水利水電出版社[15] 汪玉林 主編《垃圾發(fā)電技術(shù)及工程實(shí)例》 化學(xué)工業(yè)出版社[16] 海濤. ATmega系列單片機(jī)原理及應(yīng)用—C語言教程. 機(jī)械工程出版社 2008年[17] 王福瑞. 單片機(jī)微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全. 北京航空航天大學(xué)出版社1998年. 281～283[18] 陳冬云、杜敬倉、2006年 機(jī)械工業(yè)出版社[19] 劉蘭香、張秋生. ATmega128單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社2006年[20] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編①. 北京航空航天大學(xué)出版社，1993年[21] 城市垃圾處理與處置. 北京 中國環(huán)境出版社，1992[22] 中國工控網(wǎng) [23] 電力設(shè)備網(wǎng) [24] 中國電子