鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[].doc

1、哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)題 目:鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)年級(jí)： 機(jī)電08-2 學(xué)生姓名： 孫慶進(jìn) 學(xué) 號(hào)： 0801070212 指導(dǎo)教師: 宋 鳴 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院完成時(shí)間： 2011 年 6 月 15 日哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語學(xué)生姓名： 孫慶進(jìn) 學(xué)號(hào)：0801070212學(xué) 院:榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)電一體化任務(wù)起止時(shí)間：2011 年 3 月 14日至 2011 年 6 月 24 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語：指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語：評(píng)閱教師簽名： 評(píng)閱教師職稱

2、： 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語：答辯委員會(huì)評(píng)定，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）成績(jī)?yōu)椋?答辯委員會(huì)主席簽名: 職稱： 年 月 日哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名：孫慶進(jìn) 學(xué)號(hào)：0801070212學(xué) 院：榮成學(xué)院 專業(yè)：機(jī)電一體化任務(wù)起止時(shí)間： 2011年 3 月 14日至 2011 年 6 月 24 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：鍋爐水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容:調(diào)查周圍各種鍋爐的控制系統(tǒng)確定主要單片機(jī)型號(hào)硬件及軟件的設(shè)計(jì)程序的編輯及調(diào)試資料:1王文琦。工業(yè)鍋爐的檢測(cè)與控制技術(shù).四川科學(xué)技術(shù)出版社,19862王驥程?；み^程控制工程.化學(xué)工業(yè)出版社，19813王文琦。工業(yè)鍋爐的

3、檢測(cè)與控制技術(shù). 四川科學(xué)技術(shù)出版社,19864謝自美。電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)與測(cè)試.華中科技大學(xué)出版社，20035金偉正。單線數(shù)字溫度傳感器的原理及用.電子工業(yè)出版社,2000指導(dǎo)教師意見: 簽名：年 月 日系主任意見：簽名：年 月 日目 錄目 錄I第1章 緒論11。1 課題背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀11。2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r11.2。2 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r11。3 使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐液位控制的優(yōu)點(diǎn)21.4 研究方案及預(yù)期結(jié)果21.4。1 系統(tǒng)硬件總體方案21.4。2 軟件總體方案2第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42。1 核心芯片8051單片機(jī)42。2 ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器72。2.1 DA轉(zhuǎn)換基本原理

4、72。2。2 ADC0809轉(zhuǎn)換芯片82.3 鍵盤及顯示接口92.4 自動(dòng)報(bào)警電路9第3章 傳感器的選擇設(shè)計(jì)113。1 液位傳感器的設(shè)計(jì)113.2 溫度傳感器的設(shè)計(jì)133.3 壓電式傳感器的設(shè)計(jì)143.3.1 壓電效應(yīng)和陶瓷壓電式傳感器選取143。3.2 壓電式傳感器的測(cè)量電路14第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)174.1單片機(jī)源程序174.2水位檢測(cè)主程序19結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致謝23第1章 緒論1。1 課題背景鍋爐微機(jī)控制,是近年來新開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù),它是微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件、自動(dòng)控制、鍋爐節(jié)能等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,工業(yè)鍋爐采用的是微機(jī)控制和原有的儀表控制，微機(jī)控制有以下明顯優(yōu)勢(shì):1）直觀而集

5、中的顯示鍋爐各運(yùn)行參數(shù)，能顯示液位、壓力、溫度狀態(tài)。2）在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值,并修改系統(tǒng)的控制參數(shù),可以方便的改變液位、壓力、溫度的上限、下限。3)作為鍋爐控制系統(tǒng)裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,減少勞動(dòng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。綜合以上的種種優(yōu)點(diǎn)可以預(yù)見采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是行業(yè)的大勢(shì)所趨。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一片微型計(jì)算機(jī)所需的CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部件.單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，體積小、速度快、功耗低的特點(diǎn)使它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。1。2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀1。2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r目前我國(guó)在單片機(jī)測(cè)控裝置研究、生產(chǎn)、應(yīng)用中，取得了很

6、大的成績(jī),總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn),但是各行業(yè)仍處于發(fā)展期,經(jīng)調(diào)查，更多科研究所在這方面開展的工作更看重的是理論和算法,數(shù)年來這方面的研究的論文較多，著重生產(chǎn)實(shí)際的很少。在上海，新型的單片機(jī)測(cè)控裝置與系統(tǒng)研究的生產(chǎn)基礎(chǔ)較雄厚,在生產(chǎn)過程中需要新型的測(cè)控裝置與系統(tǒng)，因此在不斷的努力研究與開發(fā)。上海的工程技術(shù)研究人員更著重的是生產(chǎn)實(shí)際研究,對(duì)理論、算法和成果的論文較少;深圳在研制新型的測(cè)控裝置與系統(tǒng)領(lǐng)域也比較有成就,盡管與其他國(guó)家比較尚有差距,但是，深圳的高校、研究院所的最大的特點(diǎn)就是實(shí)際,與生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目無關(guān)的問題基本不去考慮，主要考慮選取什么材料，測(cè)控什么物理量,優(yōu)點(diǎn)是什么,與機(jī)器設(shè)備的通訊接口等等。

7、1。2.2 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r隨著各種微處理器的出現(xiàn)和發(fā)展，國(guó)外對(duì)鍋爐液位控制系統(tǒng)的研究也在不斷發(fā)展和完善.一些發(fā)達(dá)國(guó)家在單片機(jī)新型系統(tǒng)研究、制造和應(yīng)用上,已積累了很多經(jīng)驗(yàn),奠定了基礎(chǔ),進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng)。我國(guó)在新型測(cè)控裝置與系統(tǒng)研究、制造、應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)上,與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在差距，但是我國(guó)的研究人員已經(jīng)克服很多困難,并在不斷的摸索中前進(jìn)，有望在相關(guān)領(lǐng)域趕上甚至超過發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平,這是發(fā)展趨勢(shì)。1.3 使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐液位控制的優(yōu)點(diǎn)使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鍋爐液位控制具有較高的實(shí)用價(jià)值和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。采用高亮二極管和光敏三級(jí)管所組成的液位傳感器測(cè)量水位，可有效保證水位的自動(dòng)控制,保證水質(zhì)無污染，能更好地

8、對(duì)鍋爐進(jìn)行自動(dòng)化控制,測(cè)量溫度時(shí)采取光電耦合器,實(shí)現(xiàn)光電隔離,避免了工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)操控,方便了人員對(duì)液位系統(tǒng)的控制，控制方便且系統(tǒng)穩(wěn)定性能好；采用壓力傳感器對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)控,采取壓電陶瓷傳感器，可大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)性能也更穩(wěn)定；單片機(jī)不僅有體積小，安裝方便，便于控制，功能較齊全等優(yōu)點(diǎn)，而且有很高的性價(jià)比，應(yīng)用前景廣，同時(shí)有助于發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)蒸汽與給水系統(tǒng)的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，將保證鍋爐正常供氣供暖，維持穩(wěn)定系統(tǒng),保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文就是采用8051單片機(jī)為核心芯片的一種鍋爐控制系統(tǒng)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和優(yōu)越性。1.4 研究方案及預(yù)期結(jié)果本設(shè)計(jì)是采用8051單片機(jī)為核心

9、芯片,及其相關(guān)硬件來實(shí)現(xiàn)的鍋爐液位控制系統(tǒng),在用液位傳感器測(cè)液位的同時(shí)，又用光電式隔離器和壓力傳感器對(duì)鍋爐的溫度和壓力進(jìn)行檢測(cè),CPU循環(huán)檢測(cè)傳感器輸出狀態(tài)，并用3位七段LED顯示示液位高度，檢測(cè)液位、溫度和壓力等數(shù)據(jù)，實(shí)施報(bào)警安全提示,當(dāng)鍋爐液位低于用戶設(shè)定的值時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)打開泵上水,當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉水泵。1。4.1 系統(tǒng)硬件總體方案系統(tǒng)的原理是采用高亮二極管和光敏三級(jí)管所組成的液位傳感器對(duì)液面進(jìn)行控制，通過四對(duì)傳感器分別安裝在鍋爐內(nèi)四個(gè)不同的位置，由上至下測(cè)量鍋爐液位值,。并把這四個(gè)液位狀態(tài)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809傳到單片機(jī)中，在通過3位七段LED顯示器顯示出液位的四種

10、狀態(tài)及報(bào)警安全提示。根據(jù)當(dāng)前的液位值和用戶設(shè)定的水位決定是否進(jìn)行開、關(guān)水泵,需要是否開啟和關(guān)閉驅(qū)動(dòng)閥門的電動(dòng)機(jī)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用了多種傳感器,在使用液位傳感器測(cè)液位的同時(shí),我還選用了壓電式傳感器和光電式傳感器來對(duì)鍋爐的壓力和溫度進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)槲覀兯岬降腻仩t常用于供暖，所以溫度的檢測(cè)很重要，至于選用壓力傳感器主要是出于安全考慮的，壓力過大有可能對(duì)鍋爐造成損害甚至造成爆炸,壓力過低會(huì)導(dǎo)致鍋爐控制系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。所以我在第三章著重介紹了這3種傳感器。1.4.2 軟件總體方案水位檢測(cè)是通過四對(duì)高亮二極管和光敏三極管所組成的液位傳感器分別安裝在四個(gè)不同的位置,由上至下四個(gè)輸出端口分別接單片機(jī)的P1.0、P

11、1。1、P1.2、P1.3口，實(shí)時(shí)對(duì)鍋爐里的水位進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)水位到達(dá)某一光敏三極管的位置時(shí)，其輸出端口向單片機(jī)輸出高電平;當(dāng)水位低于此光敏三極管的位置時(shí)，其輸出端口向單片機(jī)輸出低電平。由上至下的第一個(gè)位置為水位上限報(bào)警線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí),開水閥控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個(gè)位置是自動(dòng)停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉加水電磁閥,停止加水；第三個(gè)位置是自動(dòng)加水線,即當(dāng)水位低于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)接通加水電磁閥,開水加水；第四個(gè)位置是水位下限報(bào)警線，即當(dāng)水位低于此位置時(shí),開水房控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員注意,加水電磁閥可能

12、出故障。本系統(tǒng)所使用的傳感器性能穩(wěn)定,測(cè)量準(zhǔn)確，安裝方便，性價(jià)比較高，有較大的工程應(yīng)用價(jià)值，而且利用計(jì)算機(jī)與組態(tài)軟件技術(shù)對(duì)鍋爐生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)控制有著重要的意義.第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)鍋爐自動(dòng)控制包括對(duì)鍋爐的液位，壓力，溫度等的控制，本系統(tǒng)只側(cè)重于介紹鍋爐的液位控制。液位控制是利用由高亮二級(jí)管和光敏三級(jí)管所組成的液位傳感器把液位的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809把輸出狀態(tài)直接接到單片機(jī)的I/O接口，單片機(jī)經(jīng)過運(yùn)算控制，輸出數(shù)字信號(hào),輸出接口接LED進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警和鍵盤顯示與控制;其壓力控制是通過壓電傳感器將接受的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換后與8

13、051單片機(jī)接口相連，使其與設(shè)定值相比較從而實(shí)現(xiàn)壓力報(bào)警和控制;其溫度檢測(cè)選用的是光電隔離器,實(shí)行光電隔離，有利于人員對(duì)溫度的檢測(cè),再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809進(jìn)行轉(zhuǎn)換后與8051單片機(jī)接口相連，使其與設(shè)定值相比較從而實(shí)現(xiàn)溫度報(bào)警； 而本設(shè)計(jì)主要是對(duì)液位進(jìn)行控制，下圖是鍋爐液位控制系統(tǒng)。CPU傳感器LED顯示報(bào)警裝置控制執(zhí)行裝置圖2-1 基于單片機(jī)的鍋爐液位控制系統(tǒng)由上圖可觀察到傳感器通過對(duì)液面、溫度和壓力進(jìn)行測(cè)量，輸出模擬信號(hào)，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過8051單片機(jī)的運(yùn)算控制，在通過LED進(jìn)行顯示，通過報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警,報(bào)警顯示之后再通過對(duì)閥門的開啟實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的

14、液位進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,閥門的驅(qū)動(dòng)設(shè)備是電動(dòng)機(jī)。2。1 核心芯片8051單片機(jī)計(jì)算機(jī)芯片MCS-51是一個(gè)電腦晶片，英特爾公司生產(chǎn)系列.它是在MCS48系列的基礎(chǔ)上發(fā)展的高性能的8位單片機(jī)。所出的系列產(chǎn)品有8051、8031、8751.其代表就是8051。其他系列的單片機(jī)都以它為核心，所以本設(shè)計(jì)采用的核心芯片是8051單片機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)電控部分以ATMEL公司的8051為核心芯片，控制信號(hào)采集、處理、輸出三個(gè)過程。系統(tǒng)的原理是采用液位式傳感器測(cè)量鍋爐液位值,通過單片機(jī)的轉(zhuǎn)換與分析在LED上顯示及輸出控制；根據(jù)當(dāng)前的液位值和用戶設(shè)定的水位決定是否進(jìn)行開關(guān)水泵，以及是否到達(dá)危險(xiǎn)高、低水位,需要關(guān)閉閥門.圖

15、2-2 8051引腳圖上圖是8051的引腳配置,40個(gè)引腳中,正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明:Pin40：正電源腳,正常工作或?qū)ζ瑑?nèi)EPROM抄寫程序時(shí)，接+5V電源.Pin19:時(shí)鐘XTAL1腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。Pin18:時(shí)鐘XTAL2腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。8051的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式,但需在18和19腳外接石英晶體（212MHz）和振蕩電容,振蕩電容的值一般取10p-30p.另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將XTAL1接地,外部時(shí)鐘信號(hào)從XTAL2腳輸入。本設(shè)計(jì)采用外

16、部時(shí)鐘電路，外接晶振和電容組成振蕩器. 輸入輸出(I/O）引腳：Pin39Pin32為P0。0P0。7輸入輸出腳，Pin1-Pin1為P1.0-P1.7輸入輸出腳，Pin21-Pin28為P2。0-P2。7輸入輸出腳，Pin10-Pin17為P3.0P3。7輸入輸出腳。在對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)中，P0口作為程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展口，且是擴(kuò)展并行輸入/輸出接口的接口,另外也作為模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳輸口,P2口為程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展口的高八位地址總線口，P1口為輸入/輸出口。Pin9：RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作,在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高平，系統(tǒng)即初始復(fù)位.初始化后，

17、程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H, P0-P3輸出口全部為高電平,堆棧指鐘寫入07H，其它專用寄存器被清“0”.RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而,初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)如下表21 寄存器初始狀態(tài) 特殊功能寄器初始態(tài)特殊功能寄存器初始態(tài)ACCPSW07HDPLIPIETMODSCONP0-P300H00H00H00Hxxx00000B0x00000B00HxxxxxxxxB1111111BBSPTH0TL0TH1TL1TCONSBUFPCON00H07H00H00H00H00H00H00H0xxxxxxxB8

18、051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見圖23.此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳,Vcc掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失， 此設(shè)計(jì)采用自動(dòng)復(fù)位電路。圖2-3 復(fù)位電路Pin30：ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE（地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié).而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作,也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間,prog將用于輸入編程脈沖。Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí),此腳輸出

19、負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上,外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。在編程時(shí)，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。2。2 ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器A/D是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，把由傳感器傳來的液位控制的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再通過8051單片機(jī)的分析處理進(jìn)行LED顯示和液位、壓力和溫度的報(bào)警。2。2.1 DA轉(zhuǎn)換基本原理DA轉(zhuǎn)換接口技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)后向通道典型應(yīng)用技術(shù)之一。它涉及了D/A轉(zhuǎn)換芯片的選擇參考電壓源的配置、數(shù)字輸入碼與模擬輸出電壓的極性等問題，而其中最核心的問題是DA轉(zhuǎn)換芯片的選擇與應(yīng)用問題。DA轉(zhuǎn)換器的基本功能是將

20、一個(gè)用二進(jìn)制表示的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的基本方法是對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制的每一位，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電流，而這個(gè)電流的大小正比于相應(yīng)的二進(jìn)制位的權(quán)。DA轉(zhuǎn)換芯片的主要性能指標(biāo)如下：1)分辨率。表征DA轉(zhuǎn)換器對(duì)微小輸入量的敏感程度，通常用數(shù)字量的數(shù)位表示，如8位、12位、14位等.分辨率為10位的DA轉(zhuǎn)換器，表示它可以對(duì)滿量程的11024的增量做出反應(yīng)。2)相對(duì)精度。在滿刻度已校準(zhǔn)的前提下，在整個(gè)刻度范圍內(nèi)，對(duì)于任一數(shù)碼的模擬量輸出與它的理論值之差。通常用偏差幾個(gè)ISB來表示和該偏差相對(duì)滿刻度的百分比表示。3)轉(zhuǎn)換時(shí)間.數(shù)字變化量是滿刻度時(shí)，達(dá)到終值±LSB2所需要的時(shí)間，通常為幾

21、十納秒至幾微秒.4）非線性誤差。通常給出在一定溫度下的最大非線性度，一般為0。l%0。03。其工作過程是：比較開始時(shí)，首先對(duì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(輸出鎖存器）的最高位置“1”，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換、比較判斷。若模擬輸入U(xiǎn)in大于Ui，比較器輸出為1，則使輸出鎖存器的最高位保持為1。然后對(duì)較低的位依次按照該辦法進(jìn)行比較和調(diào)整，無論哪種情況，均應(yīng)繼續(xù)比較下一位，直到最末位為止。此時(shí)DA轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入（輸出鎖存器內(nèi)容)即為對(duì)應(yīng)模擬輸入信號(hào)的數(shù)字量。將此數(shù)字量輸出就完成了AD轉(zhuǎn)換過程。這種方法好比用天平稱一個(gè)物體的重量，第一次放最大的砝碼，若不合適，就改放小一號(hào)的,依次類推。一旦天平指示砝碼太重說明剛才放進(jìn)去的那個(gè)

22、應(yīng)當(dāng)取走，顯然對(duì)于n位的轉(zhuǎn)換器，總共需要重復(fù)這種過程n次。2。2。2 ADC0809轉(zhuǎn)換芯片本開發(fā)系統(tǒng)的AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)硬件主要是由ADC0809轉(zhuǎn)換芯片和四個(gè)可變電位器組成的。ADC0809是8位8通路逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，輸入電壓在（O5)V，最大不可調(diào)誤差小±1LSB,它具有高速、高精度、溫度依賴度低以及在長(zhǎng)期工作條件下能耗小、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn).ADC0809芯片的引腳圖如圖2-4所示。由圖24可看芯片主要是由一個(gè)8位AD轉(zhuǎn)換器、8路模擬輸入選通開關(guān)、地址鎖存及譯碼電路工作和三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器組成。為實(shí)現(xiàn)8路模擬通道能有條不紊地工作，首先通過地址譯碼鎖存器選通所要開通的8路模擬通道中

23、的一路開關(guān)，將模擬信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)A/D的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)放到三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器中等待CPU來取，取后由CPU啟動(dòng)新一次的地址譯碼，重復(fù)以上完成新一次的A/D轉(zhuǎn)換。ADC0809芯片提供了高轉(zhuǎn)換速度、高精密度、環(huán)境影響小和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。下圖24為ADC0809芯片的引腳圖。ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及與微型計(jì)算機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，其轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近型。在A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部含有一個(gè)高阻抗斬波穩(wěn)定比較器，一個(gè)帶有模擬開關(guān)樹組的256電阻分壓器，以及一個(gè)逐次逼近型寄存器。8路的模擬開關(guān)由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在8個(gè)通道中任

24、意訪問一個(gè)通道的模擬信號(hào)。由于多路開關(guān)的地址輸入部分能夠進(jìn)行鎖存和譯碼，而且三態(tài)TTL輸出也可以鎖存，所以它易于與微型計(jì)算機(jī)接口。圖2-4 ADC0809 芯片的引腳圖2。3 鍵盤及顯示接口顯示部分我采用三位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。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)。鍵盤是有若干按鍵組成的開關(guān)矩陣，它是最簡(jiǎn)單的單片機(jī)輸入設(shè)備,通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令,來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話。鍵盤可分為非編碼鍵盤和編碼鍵

25、盤兩種。非編碼鍵盤有并行接口掃描和串聯(lián)接口掃描，我采用的是串行接口,它的組成是由移位寄存器74LS164和六個(gè)鍵組成，74LS164是一個(gè)14位腳的寄存器，集成電路芯片，由8051串行接口的TXD端輸出列掃描信號(hào)到74LS164的1、2引腳，鍵閉合信號(hào)則用端口P3。3、P3.4、P3。5輸入8051單片機(jī)，由8051單片機(jī)的TXD引腳輸出移位時(shí)鐘脈沖到74LS164的時(shí)針輸入端（CLK）。還有非前者用軟件來識(shí)別和產(chǎn)生代碼,后者則用鍵盤來識(shí)別,鍵盤處理程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)鍵盤的管理，顯示具體見下圖。圖25 LED顯示器2.4 自動(dòng)報(bào)警電路下列四種情況發(fā)生系統(tǒng)報(bào)警。 1）當(dāng)鍋爐達(dá)到上限極限水位時(shí)報(bào)警，爐內(nèi)的

26、水位到達(dá)上限極限水位時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警；2）鍋爐內(nèi)壓力過高報(bào)警，壓力傳感器檢測(cè)到鍋爐內(nèi)壓力過高與設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警;3)鍋爐內(nèi)壓力過低報(bào)警，壓力傳感器檢測(cè)到鍋爐內(nèi)壓力過低與設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警;4）循環(huán)泵故障報(bào)警,當(dāng)循環(huán)泵開啟后，出水與回水溫度的差值很大，認(rèn)為循環(huán)泵故障,報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警.圖2-6 自動(dòng)報(bào)警電路的接線圖第3章 傳感器的選擇設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中，傳感器的選擇是非常重要的，傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，它的性能直接影響到整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)檢測(cè)精確度起著重要的作用。本設(shè)計(jì)主要采用的是電容式傳感器、光電式傳感器和壓電式傳感器來對(duì)液位

27、、溫度和壓力進(jìn)行檢測(cè)，在把檢測(cè)的電信號(hào)通過ADC0809入到單片機(jī)進(jìn)行分析，在由LED進(jìn)行顯示和鍵盤控制，實(shí)行對(duì)液位、溫度和壓力的報(bào)警。3。1 液位傳感器的設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的液位傳感器主要是由高亮二極管和光敏三極管所組成的設(shè)備.水位檢測(cè)是通過四對(duì)高亮二極管和光敏三極管分別安裝在四個(gè)不同的位置，由上至下四個(gè)輸出端口分別接單片機(jī)的P1.0、P1。1、P1.2、P1.3口,實(shí)時(shí)對(duì)鍋爐里的水位進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)水位到達(dá)某一光敏三極管的位置時(shí),其輸出端口就向單片機(jī)輸出高電平；當(dāng)水位低于此光敏三極管的位置時(shí)，其輸出端口就向單片機(jī)輸出低電平。由上至下的第一個(gè)位置為水位上限報(bào)警線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，開水房控制系統(tǒng)就會(huì)

28、自動(dòng)報(bào)警,提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個(gè)位置是自動(dòng)停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個(gè)位置是自動(dòng)加水線，即當(dāng)水位低于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)接通加水電磁閥，開水加水；第四個(gè)位置是水位下限報(bào)警線，即當(dāng)水位低于此位置時(shí)，開水房控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員注意，加水電磁閥可能出故障。高亮二極管和光敏三極管都屬于光電傳感器,下面介紹光電式傳感器.光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測(cè)出其接收到的光強(qiáng)的變化。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)

29、用非常廣泛。由光通量對(duì)光電元件的作用原理不同所制成的光學(xué)測(cè)控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件(光學(xué)測(cè)控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器。而我設(shè)計(jì)的液位傳感器的主要組成光敏三級(jí)管就是屬于模擬式光電傳感器。通過吸收高亮二極管的光來測(cè)量液位的高度,在轉(zhuǎn)化成光電流傳到模擬傳感器ADC0809中。光電傳感器中的工作原理都基于不同形式的光電效應(yīng)，我們知道，PN結(jié)加反向電壓時(shí),反向電流的大小取決于P區(qū)和N區(qū)中少數(shù)載流子的濃度，無光照時(shí)P區(qū)中少數(shù)載流子(電子）和N區(qū)中的少數(shù)載流子(空穴)都很少,因此反向電流很小。但是當(dāng)光照PN結(jié)時(shí)，只要光子能量h大于材料的禁帶寬度,就會(huì)在PN

30、結(jié)及其附近產(chǎn)生光生電子.空穴對(duì)，從而使P區(qū)和N區(qū)少數(shù)載流子濃度大大增加,它們?cè)谕饧臃聪螂妷汉蚉N結(jié)內(nèi)電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，分別在兩個(gè)方向上渡越PN結(jié)，使反向電流明顯增大.如果入射光的照度變化，光生電子?？昭▽?duì)的濃度將相應(yīng)變動(dòng)，通過外電路的光電流強(qiáng)度也會(huì)隨之變動(dòng)，光敏二極管就把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。而光敏三極管有兩個(gè)PN結(jié),因而可以獲得電流增益，它比光敏二極管具有更高的靈敏度.其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 光敏三極管的結(jié)構(gòu)示意圖圖32 基本電路當(dāng)光敏三極管按圖3-2所示的電路連接時(shí),它的集電結(jié)反向偏置，發(fā)射結(jié)正向偏置.無光照時(shí)僅有很小的穿透電流流過，當(dāng)光線通過透明窗口照射集電結(jié)時(shí)，和光敏二極管的

31、情況相似,將使流過集電結(jié)的反向電流增大,這就造成基區(qū)中正電荷的空穴的積累，發(fā)射區(qū)中的多數(shù)載流子（電子）將大量注人基區(qū),由于基區(qū)很薄，只有一小部分從發(fā)射區(qū)注入的電子與基區(qū)的空穴復(fù)合，而大部分電子將穿過基區(qū)流向與電源正極相接的集電極,形成集電極電流IC。這個(gè)過程與普通三極管的電流放大作用相似，它使集電極電流IC是原始光電流的(l+）倍。這樣集電極電流IC將隨入射光照度的改變而更加明顯地變化.光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,如下圖3-3光電傳感器框圖：圖3-3 光電傳感器框圖光電傳感器通常由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成,如圖3-3所示。圖中，1是光源發(fā)出的光信號(hào)，2是光電器

32、件接受的光信號(hào),被測(cè)量可以是x1或者x2，它們能夠分別造成光源本身或光學(xué)通路的變化，從而影響傳感器輸出的電信號(hào)I。光電傳感器的敏感范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電感、電容、磁力、超聲波傳感器的敏感范圍.此外,光電傳感器的體積很小，而敏感范圍很寬，加上機(jī)殼有很多樣式,幾乎可以到處使用。最后,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,光電傳感器在價(jià)錢方面可以同用其他技術(shù)制造的傳感器競(jìng)爭(zhēng).3.2溫度傳感器的設(shè)計(jì)我選用的是光電式傳感器來對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉，經(jīng)久耐用,使用范圍廣等特點(diǎn)。有上節(jié)了解到了光電式傳感器,光電式溫度傳感器是利用導(dǎo)光管為感溫器件，能使所接受的信息比較真實(shí)地輻射出來。光電式傳感器利用爐溫

33、的光輻射，通過導(dǎo)光管進(jìn)入，經(jīng)聚焦照射在敏感元件上，光敏元件在光的照射下，便產(chǎn)生光電流，其強(qiáng)弱隨著爐溫的增高或下降而變化,在通過LED的顯示判斷是否實(shí)行報(bào)警。由于有導(dǎo)光管保護(hù)而不受光路污染，從而達(dá)到高精度、高靈敏度。正常的爐膛內(nèi)的溫度能夠確保鍋爐安全的使用，鍋爐的設(shè)計(jì)工作溫度一般低于90°C，工作壓力小于0。7bar（絕對(duì)壓力)，屬真空容器，在正常運(yùn)行時(shí)絕無汽爆的可能，本設(shè)計(jì)選用的是高靈敏度的溫度傳感器:光電溫度傳感器，與鍋爐控制器相連，當(dāng)熱媒水溫度超過設(shè)定溫度時(shí)，燃油、燃?xì)忮仩t的燃燒裝置就自動(dòng)停止一切輸出,燃煤鍋爐就會(huì)報(bào)警提醒操作人員，限制鍋爐的燃燒強(qiáng)度。我采用的器件是光電耦合器件,

34、它是利用發(fā)光元件與光敏元件封裝為一體而構(gòu)成電-光電轉(zhuǎn)換的器件,加到發(fā)光器件上的電信號(hào)為耦合器的輸入信號(hào)，接收器件的輸出信號(hào)為耦合器的輸出信號(hào)。當(dāng)有信號(hào)電壓加到光電耦合器的輸入端時(shí)，放光器放光,光敏器受光照而產(chǎn)生光電流,使出端產(chǎn)生相應(yīng)的的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了電-光電的傳輸和轉(zhuǎn)換。光電耦合器采用密封管殼，不受外界光的干擾,具有其穩(wěn)定性，同時(shí)器件利用光作為信號(hào)傳輸介質(zhì),輸入端和輸出端之間在電氣上是完全絕緣的?？闺姶鸥蓴_能力也很強(qiáng)，諸多優(yōu)點(diǎn)讓我選擇它作為鍋爐爐膛內(nèi)的溫度檢測(cè)元件。3.3 壓電式傳感器的設(shè)計(jì)因?yàn)橐獙?duì)壓力過大或壓力不夠?qū)嵭袌?bào)警，所以要對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)量，我采用的是壓電式傳感器來對(duì)壓力進(jìn)行檢測(cè),壓

35、電式傳感器是以某些晶體受力后在其表面產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)為轉(zhuǎn)換原理的傳感器壓電式傳感器具有體積小、重量輕、頻帶寬、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來壓電測(cè)試技術(shù)發(fā)展迅速，特別是電子技術(shù)的迅速發(fā)展，使壓電式傳感器的應(yīng)用越來越廣泛。 3.3.1 壓電效應(yīng)和陶瓷壓電式傳感器選取壓電式傳感器的基本原理是物質(zhì)的壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)是某些晶體，在一定方向受到外力作用時(shí),內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象，相應(yīng)的在晶體的兩個(gè)表面產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力作用除去時(shí),又恢復(fù)到不帶電狀態(tài).當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性也隨著改變，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng).具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)很多，如石英晶體、壓電陶瓷、壓電半導(dǎo)體等。它可以測(cè)量最終能變換為力的各種物

36、理量,例如力、壓力、加速度等。我采用的是壓電陶瓷是一種多晶鐵電體，它是具有電疇結(jié)構(gòu)的壓電材料。電疇是分子自發(fā)形成的區(qū)域，它有一定的極化方向。在無外電場(chǎng)作用時(shí),各個(gè)電疇在晶體中無規(guī)則排列，它們的極化效應(yīng)互相抵消。因此，在原始狀態(tài)壓電陶瓷呈現(xiàn)中性，不具有壓電效應(yīng)。當(dāng)在一定的溫度條件下，對(duì)壓電陶瓷進(jìn)行極化處理，即以強(qiáng)電場(chǎng)使電疇規(guī)則排列，這時(shí)壓電陶瓷就具有了壓電性，在極化電場(chǎng)去除后，電疇基本上保持不變，留下了很強(qiáng)的剩余極化。3。3。2 壓電式傳感器的測(cè)量電路1)等效電路 壓電傳感器在受外力作用時(shí)，在兩個(gè)電極表面將要聚集電荷，且電荷量相等，極性相反。這時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)以壓電材料為電介質(zhì)的電容器，其電容量為

37、 （3-1） 式中,0為真空介電常數(shù)：為壓電材料的相對(duì)介電常數(shù)；h為壓電元件的厚度；A為壓電元件極板面積.因此可以把壓電式傳感器等效成一個(gè)與電容相并聯(lián)的電荷源，如圖34所示 圖34 壓電式傳感器并聯(lián)電荷源 壓電傳感器與測(cè)量?jī)x表聯(lián)接時(shí)，還必須考慮電纜電容CC，放大器的輸入電阻Ri和輸入電容Ci以及傳感器的泄漏電阻Ra。圖35畫出了壓電傳感器完整的等效電路 圖3-5 壓電傳感器的等效電路2）基本測(cè)量電路 壓電傳感器的內(nèi)阻抗很高，而輸出的信號(hào)微弱，因此一般不能直接顯示和記錄。壓電傳感器要求測(cè)量電路的前級(jí)輸入端要有足夠高的阻抗，這樣才能防止電荷迅速泄漏而使測(cè)量誤差變大.壓電傳感器的前置放大器有兩個(gè)作用

38、：一是把傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出；二是把傳感器的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。壓電傳感器的發(fā)大電路有電壓放大器和電荷放大器，而我采用的是電荷放大電路。電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器。它實(shí)際上是一個(gè)具有反饋電容的高增益運(yùn)算放大器。圖36是電荷放大器連接的等效電路。 圖36 電荷放大器等效電路 如果忽略電阻Ra、Ri及Rf的影響，則輸入到放大器的電荷量為 (32)式中，A為開環(huán)放大系數(shù)。所以有 （33)故放大器的輸出電壓為 （3-4） 當(dāng)A>1，而（1+A)Cf>時(shí)，放大器輸出電壓可以表示為 （3-5）由式中可以看出,由于引入了電容負(fù)反饋，電荷放大器的輸出電壓僅與

39、傳感器產(chǎn)生的電荷量及放大器的反饋電容有關(guān),電纜電容等其他因素對(duì)靈敏度的影響可以忽略不計(jì)。電荷放大器的靈敏度為 （36） 放大器的輸出靈敏度取決于Cf。在實(shí)際電路中,是采用切換運(yùn)算放大器負(fù)反饋電容Cf的辦法來調(diào)節(jié)靈敏度的.Cf越小則放大器的靈敏度越高。為了放大器的工作穩(wěn)定,減小零漂,在反饋電容Cf兩端并聯(lián)了一反饋電阻,形成直流負(fù)反饋,用以穩(wěn)定放大器的直流工作點(diǎn)。第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)下圖為軟件設(shè)計(jì)流程圖圖41軟件設(shè)計(jì)流程圖 該系統(tǒng)硬件系統(tǒng)完全,但系統(tǒng)的運(yùn)算與控制必須靠軟件支持，本控制系統(tǒng)采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此軟件程序較簡(jiǎn)單，整個(gè)軟件部分分為以下幾個(gè)部分。4.1單片機(jī)

40、源程序ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003h AJMP MAINORG 000bh AJMP MAIN ORG 0013h AJMP MAIN ORG 001bh AJMP MAIN ORG 0023H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: CLR p3。6 MOV p0，0ffh ACALL QL; MOV 3BH ，95 MAIN1: MOV 3bh，95 ACALL SHUICPM ；水位檢測(cè)子程序 ACALL BAOJING ；報(bào)警子程序 ACALL DELAY2 AJMP MAIN1; BBB1: MOV A，37H ADD A,10 CLR C SU

41、BB A，3BH JNC OK2； CLR P2.1; MOV A,37H ADD A,20 CLR C SUBB A,3BH JNC OK2 CLR P2。1; SETB 20H。0 RETok2： CLR 20H.0 RET4。2 水位檢測(cè)主程序這是程序運(yùn)行的主要程序段，主要實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)ADC0809轉(zhuǎn)換器，并從A/D轉(zhuǎn)換器采集信號(hào)。SHUICPM：MOV A,P1 ANL A,0FH MOV 30H，#0FH ;00001111 CJNE A,30H，AAA1 SETB P2。0 SETB 20H。1 ；setb水位狀態(tài)標(biāo)志位 AJMP OUT2AAA1： MOV 30H，0EH ；0000

42、1110 CJNE A,30H，AAA2 SETB P2.0 CLR 20H。1 AJMP OUT2AAA2： MOV 30H,0CH ;00001100 CJNE A,30H,AAA3 CLR 20H。1 CLR p2.0 AJMP OUT2AAA3： MOV 30H,08H ;00001000 CJNE A,30H，AAA4 CLR P2.0 CLR 20H.1 AJMP OUT2AAA4： MOV 30H，00H ；00000000 CJNE A，30H，AAA5 setb P2.0 SETB 20H.1 AJMP OUT2AAA5: SETB 20H.2 RETOUT2: CLR 20

43、H。2 RETBAOJING: JB 20H。3，OUT6 MOV A,20H MOV 30H,#00H CJNE A，30H,OUT5 AJMP OUT6OUT5: SETB P3。6 JB 20H。4，OUT9 SETB P0。1OUT10： JB 20H。2,OUT11 SETB P0.2OUT12: JB 20H。1,OUT13 SETB P0。3OUT14： JB 20H.0,OUT15 SETB P0.4OUT16： RETOUT6： CLR P3。6 RET OUT9： CLR P0。1 AJMP OUT10 OUT11: CLR P0。2 AJMP OUT12 OUT13： C

44、LR P0.3 AJMP OUT14 OUT15： CLR P0.4結(jié)論本系統(tǒng)主要介紹了鍋爐的液位檢測(cè)控制，還介紹了對(duì)溫度和壓力的檢測(cè)控制，介紹了8051單片機(jī)和其它一些單片機(jī)在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了它們的引腳和在系統(tǒng)中的電路圖，本設(shè)計(jì)還采用了多種傳感器來對(duì)液位、溫度和壓力的信號(hào)采集，利用LED來進(jìn)行信號(hào)的輸出顯示，我設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,系統(tǒng)精度高，具有良好的人機(jī)交互功能,并設(shè)有液位報(bào)警、高壓、低壓和閥門失靈等故障報(bào)警，有問題立即就能發(fā)現(xiàn)。通過自動(dòng)調(diào)節(jié)控制液位并實(shí)現(xiàn)鍋爐內(nèi)溫度和水位的報(bào)警。液位控制在設(shè)定值上正常運(yùn)行不需要人工干預(yù)，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度小。采用單片機(jī)設(shè)計(jì)出的工業(yè)鍋爐控制器

45、，能夠針對(duì)汽包水位的不同狀態(tài)和不同外界條件進(jìn)行控制,汽包水位運(yùn)行穩(wěn)定、控制品質(zhì)良好、控制效果明顯改善;同時(shí)大大提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了工業(yè)鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。控制裝置具有成本低、抗干擾能力強(qiáng)、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，且系統(tǒng)硬、軟件維護(hù)簡(jiǎn)單方便,尤其適用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng),具有良好的應(yīng)用前景。本系統(tǒng)所采用的傳感器性能穩(wěn)定,測(cè)量準(zhǔn)確,大大簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)安裝,具有較高的性價(jià)比，有較大的工程應(yīng)用價(jià)值，而且利用計(jì)算機(jī)單片機(jī)技術(shù)對(duì)鍋爐生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)控制有著重要的意義。其優(yōu)越性主要在于：首先，通過對(duì)鍋爐燃燒過程進(jìn)行有效控制，使燃燒在合理的空燃比條件下進(jìn)行，可以提高燃燒效率。由于工業(yè)鍋爐耗煤量大，燃燒熱效率每提高 1都會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其次,鍋爐控制過程的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面,