锅炉水位控制器大全.doc

锅炉水位控制器 摘 要：该设计是由单片机AT89S51控制的锅炉水位控制器，它主要有硬件和软件部分共同完成控制系统功能。其中硬件部分主要由水位检测电路、驱动电路、水位指示电路以及压力自动控制模拟和手动控制等部分组成；软件部分主要由汇编语言所编写的程序组成。本系统可实现液位报警、控制和压力控制等功能，并对液位进行数字显示。 关键字：单片机、锅炉、水位控制、水位数字显示、压力控制、数码管 1 引言 锅炉微机控制,是近年来新开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,工业锅炉采用的是微机控制和原有的仪表控制,微机控制有以下明显优势: 1、直观而集中的显示锅炉各运行参数,能显示液位、压力、温度状态。2、在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值,并修改系统的控制参数,可以方便的改变液位、压力、温度的上限、下限。3、作为锅炉控制系统装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减少劳动人员的劳动强度。综合以上的种种优点可以预见采用计算机控制系统是行业的大势所趋。单片机是在一块芯片上集成了一片微型计算机所需的CPU、存储器、输入、输出等部件。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,体积小、速度快、功耗低的特点使它的应用领域日益广泛。。目前我国燃烧过路的数量众多，现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的四分之一目前大多数工业锅炉仍处于能耗大、浪费大、环境污染严重的生产状态。锅炉微机控制是近年来新开发的一项新技术。它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，工业锅炉采用的是微机控制和原有的仪表控制。由于被控对象和过程的非线性、是变性，多参数间的强耦合、随机干扰等因素，使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难。在这些复杂的系统面前，传统的控制方法无法满足控制精度，而且系统稳定性差。更好地对锅炉进行自动化控制，并利用单片机及外围芯片实现锅炉液位控制应经成为可能。另一方面，在现代社会中，随着工业的发展，居民生活区的集中热力供应量的需求量越来越大，蒸汽锅炉的容量不断高，对操作过程的要求更加严格，锅炉的液位控制直接影响人们自身和设备的安全。液位过低可能使锅炉出现干烧现象，液位过高又会使锅炉蒸汽压力过高发生危险。传统的液位控制自动化程度低，调节精度差等缺点，且单靠人工操作已不能适应控制系统改造的必要性。随着科学技术的不断进步，被控对象越来越复杂，人们对控制精度的要求越来越高。随着单片机技术和自动控制技术的发展，利用单片机及外围芯片实现锅炉液位控制已经成为一种趋势，单片机体积小，安装方便，功能齐全，性价比好，应用前景广，本系统即是基于单片机AT89S51单片机设计的，有着较高的实用价值和优越性。本系统若用于高级工业控制，可进行相应功能扩展改进和性能提高，又有很广的优化空间，为人们提供更多的工业自动化控制便利。 2 总体设计方案 2.1设计思路 电路主要实现功能是水位检测和报警，然后控制水泵的启停。水位控制主要的控制的对象是水泵，容器是锅炉，水位的检测可根据探测器探测得到。水位正常情况下控制在一定测量点距离段之间，当水位低于或高于正常水位段下限和上限是进行光报警，若水位在正常水位时，则解除报警。当水位低于水位下限时，水泵一直注水，而高于上限实则关闭水泵，并且当水位处于不同探测电时，可显示相应数字来显示水位。压力检测主要由一个开关来模拟压力的高低，并用指示灯的亮灭来模拟风机的运行和停止，另设手动操作按钮，用以人为启动水泵和风机。 2.2 总体设计框图 图1 3 设计原理分析 3.1 水位检测电路设计 如图2所示，S1、S2、S3、S4为四个开关，用来传递水位变化的情况，其中S1表示处于下限水位，S2表示处于正常水位，S3表示处于上限水位，S4表示处于上上限水位，在这里四个开关表示的是四个传感器，而水位的情况将通过数码管显示出来。当水位为下下限水位时，数码管显示为0；当水位为下限水位时，数码管显示1；当水位为正常水位时，数码管显示为2；当水位为上限水位时，数码管显示为3；当水位为上上限水位时，数码管显示为4，从而根据不同的关系来控制输出电路其具体逻辑关系如下表1所示。 表1 P1、0 P1、1 P1、2 P1、3 光报警（P1.5） 数码管显示(P2) 上上限 1 1 1 1 报警 报警 4 上限 0 1 1 1 报警 不报警 3 正常 0 0 1 1 不报警 不报警 2 下限 0 0 0 1 报警 不报警 1 下下限 0 0 0 0 报警 报警 0 图2 3.2水泵电路设计 本设计电路水泵用电机代替如图3，本电路用两个电机分别于单片机端口的p3.5、p3.6端口相连。 图3 3．3报警电路设计 本系统用到两个报警电路如图4