鍋爐汽包液位的雙沖量調(diào)節(jié)

-.z?過程控制?課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目:鍋爐汽包液位的雙沖量調(diào)節(jié)**:戴翔宇**:090210103**:邵夏靜**:090210113**:嚴(yán)宏舉**:090210123**:*一博**:0902101302012年11月16日?過程控制?課程設(shè)計(jì)任務(wù)書三專業(yè)自動(dòng)化班級(jí)0902101學(xué)生代翔宇邵夏靜嚴(yán)宏舉*一博指導(dǎo)教師馮乃章題目鍋爐汽包液位的雙沖量調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)間2012年11月12日至2012年11月16日共1周設(shè)計(jì)要求鍋爐汽包液位是鍋爐運(yùn)行中一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)，反映了鍋爐負(fù)荷與給水的平衡關(guān)系，要求汽包液位控制在一定*圍內(nèi)。鍋爐汽水系統(tǒng)構(gòu)造如以下圖所示。鍋爐汽水系統(tǒng)示意圖1—給水泵；2—給水母管；3—調(diào)節(jié)閥；4—省煤器5—鍋爐汽包；6—下降管；7—上升管；8—蒸汽母管汽包液位過高會(huì)造成蒸汽帶水，影響汽水別離效果；水位過低容易使水全部被汽化燒壞鍋爐。影響汽包液位的因素，除了加熱汽化外，還有蒸汽負(fù)荷和給水流量的波動(dòng)，當(dāng)負(fù)荷突然增大、汽包壓力突然降低時(shí)，水就會(huì)被急劇汽化，出現(xiàn)大量氣泡，形成“虛假液位〞。單沖量控制系統(tǒng)的負(fù)荷一旦急劇變化就會(huì)出現(xiàn)虛假液位，因液位升高，調(diào)節(jié)器就會(huì)關(guān)小供水閥門而造成事故。雙沖量控制系統(tǒng)，是在單沖量控制系統(tǒng)的根底上加上一個(gè)蒸汽沖量，以抑制虛假液位，如以下圖所示。雙沖量控制系統(tǒng)框圖、分別為蒸汽流量變送器、給水流量變送器、差壓變送器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。*供汽量為120t/h的鍋爐，給水流量與水位的傳遞函數(shù)，蒸汽流量與水位的傳遞函數(shù)分別為：、分別為：0.0667及0.0333。調(diào)節(jié)閥采用線性閥，增益為15。根據(jù)該鍋爐特點(diǎn)選用液位變送器的量程為300mm水柱，流量計(jì)的量程為150tPh。要求：1、采用常規(guī)的PID控制方法；2、系統(tǒng)超調(diào)小、調(diào)節(jié)時(shí)間短、無靜差，給出控制策略和選定參數(shù)，并詳細(xì)說明參數(shù)整定過程；3、仿真無擾動(dòng)和蒸汽流量增加20%情況下的控制情況，給出MATLAB下的SIMULINK框圖和仿真曲線；4、給出基于單片機(jī)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，需給出檢測和控制回路所有芯片的具體型號(hào)，從集成度、本錢等方面說明芯片選擇的理由〔此局部特別重要，鼓勵(lì)創(chuàng)新〕。指導(dǎo)教師簽字：系〔教研室〕主任簽字：2012年11月12日一、任務(wù)分析 為參考電壓，這里是-5V，這樣輸出與數(shù)字量同極性?！?〕ADC0809局部DAC0832局部：單片機(jī)局部：分頻局部：總電路圖：單片機(jī)程序設(shè)計(jì)〔1〕程序流程圖〔2〕源程序*include<AT89*52.H>*defineuchar unsignedchar*defineuint unsignedintsbitST=P2^2;sbitOE=P2^1;sbitEOC=P2^0;ucharflag=0;voidInit_Timer1(void); //產(chǎn)生50ms的延時(shí)voidmain(void){ float uk_1=0.0; float uk=0.0;float ek_2=0.0; float ek_1=0.0; float ek=0.0; ST=0; OE=0;//輸出數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài) ST=1; ST=0;//開場轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) Init_Timer1();while(1){if((EOC==1)&(flag==1)){ uk_1=uk; ek_1=ek; ek_2=ek_1;OE=1;//輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)ek=P1;//保存數(shù)據(jù)OE=0;//輸出數(shù)據(jù)線呈高阻態(tài)flag=0; uk=5100.25*ek-10100*ek_1+5000*ek_2+uk_1; //轉(zhuǎn)換公式 P0=(uchar)uk; //將uk輸出給DA } else;//等待轉(zhuǎn)換完畢}}voidInit_Timer1(void){ TMOD|=0*10;//設(shè)置T1為工作方式1，為16位定時(shí)器 TH1=0*3C; TL1=0*B0;//裝初值，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為50ms EA=1;//開總中斷 ET1=1;//允許T1溢出中斷 TR1=1;//計(jì)數(shù)器1開場工作}voidTimer1_isr(void)interrupt3using1{ TH1=0*3C; TL1=0*B0;//重裝初值，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為50ms ST=1;ST=0; //開場下一次轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) flag=1;}七、心得體會(huì)經(jīng)過為期四天的課程設(shè)計(jì)，我們收獲良多，感觸頗深。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及了?過程控制?、?自動(dòng)控制原理?、?計(jì)算機(jī)控制理論與應(yīng)用?、?控制系統(tǒng)CAD?、?傳感器?、?單片機(jī)?、?模擬電子技術(shù)根底?、?數(shù)字電子技術(shù)根底?、Protel原理圖的設(shè)計(jì)、單片機(jī)及AD與DA的編程和應(yīng)用等知識(shí)，通過復(fù)習(xí)應(yīng)用這些知識(shí)，將這些知識(shí)聯(lián)系起來，真正的做到了理論和實(shí)際相結(jié)合，這不僅使我們加深穩(wěn)固了所學(xué)到的知識(shí)，更重要的是讓我們明白了這些知識(shí)的應(yīng)用所在，并最終轉(zhuǎn)化我們所掌握的專業(yè)技能。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過程中，最重要的是團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及解決問題的能力。作為一個(gè)團(tuán)體，我們從的查閱資料，控制器的設(shè)計(jì)，到后期的調(diào)試，仿真，每一個(gè)步驟都是協(xié)作完成的。首先利用根據(jù)題目要求，結(jié)合Matlab通過計(jì)算，設(shè)計(jì)出控制器，再通過Matlab仿真對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展離散化，并利用Simlink完成了系統(tǒng)整個(gè)流程的仿真設(shè)計(jì)。然后我們開場硬件電路的設(shè)計(jì)，查閱了相關(guān)資料了解A/D及D/A的性能指標(biāo)意義，結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求，最后選擇了ADC0809和DAC0832。在芯片選型后，按照芯片引腳功能及特性實(shí)現(xiàn)了AD、DA與單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)。接著是軟件的編程，利用Keil實(shí)現(xiàn)了程序的編寫，調(diào)試。當(dāng)然，由于時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)中還有很多需要完善的地方。首先要制作出實(shí)物來，光靠仿真是不能解決問題的，只有在設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)上運(yùn)行編寫的程序才能發(fā)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)能不能滿足設(shè)計(jì)需求，因?yàn)閷?shí)際中，由于原件參數(shù)的變化，電路板制作的工藝等都會(huì)影響系統(tǒng)的性能。設(shè)計(jì)出最小系統(tǒng)的數(shù)字控制器后，與被控對(duì)象結(jié)合以后，也不一定就能滿足控制指標(biāo)，還需要對(duì)控制器進(jìn)展一些參數(shù)的調(diào)整才能滿足要求。所以，除了設(shè)計(jì)外，系統(tǒng)的調(diào)試也是一個(gè)很重要的局部，調(diào)試就是不斷地改變參數(shù)的過程，使系統(tǒng)最后工作在最正確的工作狀態(tài)下。當(dāng)然，可能由于設(shè)計(jì)時(shí)少考慮了一些因素，使得無論怎么調(diào)試參數(shù)，都不能滿足設(shè)計(jì)要求，這