基于单片机的余热锅炉蒸汽温度控制系统设计_毕业设计（精编）.docVIP

基于单片机的余热锅炉蒸汽温度控制系统设计 摘 要 过热蒸汽温度是影响余热锅炉安全运行的重要参数，蒸汽温度过高会使过热器壁的金属强度下降，容易烧坏过热器。为了保证余热锅炉的正常运行，要针对余热锅炉的特点设计控制系统，使出口蒸汽温度维持在一个设定值。[1] 设计时采用单回路控制系统对余热锅炉的过热蒸汽温度进行控制，以AT89S51单片机为核心，包括温度采集模块、按键处理模块、温度显示模块、控制输出模块、执行机构模块和通信模块等组成。[12]温度控制的关键在于测温和控温两个方面。温度测量是温度控制的基础，这方面的技术比较成熟。但由于控制对象的越来越复杂，在温度控制方面还存在许多问题。本论文炉温度控制系统的设计，并利用仿真软件M／S对控制算法进行了仿真Keywords: single loop superheated steam microcontroller temperature control 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 绪论 1 1.1 设计的背景及意义 1 1.2 国内外研究现状 2 1.3 设计的目的 4 第2章 余热锅炉蒸汽温度控制系统设计 6 2.1 控制方案选择 6 2.1.1 影响过热蒸汽温度的因素 6 2.1.2 单回路控制方案 9 2.1.3串级控制方案 10 2.1.4 前馈控制方案 12 2.2 控制方案的比较和方案确定 14 2.2.1 控制方案的比较 14 2.2.2 方案的确定 15 第3章 系统硬件设计 17 3.1 系统结构框图 17 3.2 单片机与8155的接口电路 17 3.3 信号输入部分 18 3.3.1 温度信号采集与处理 18 3.3.2 A/D转换 19 3.4 显示电路设计 19 3.5 信号输出部分 21 3.5.1 D/A转换 21 3.5.2 4-20mA标准信号输出 22 3.6 串口与上位机通信电路 22 3.7 报警电路设计 23 3.8 键盘电路设计 24 3.9 稳压电源电路设计 25 3.10 单片机最小系统 26 3.10.1时钟电路 26 3.10.2复位电路 27 第4章 系统软件设计 28 4.1 软件设计思路 28 4.2 系统软件流程图 28 4.2.1 主程序流程图 28 4.2.2 采样子程序 30 4.2.3 数字滤波 30 4.2.4 中断服务 31 4.2.5 显示环节软件设计 33 4.2.6 上位机控制软件设计 34 4.2.7 PID子程序 35 第5章 系统的仿真 38 5.1 仿真工具 38 5.2 MATLAB及其模糊逻辑工具箱和仿真环境 38 5.2.1 MATLAB概况 38 5.2.2模糊逻辑工具箱 39 5.3 PID算法的设计及分析 40 5.3.1控制算法的确定 40 5.3.2数学模型的建立 41 5.4 基于Matlab仿真 44 结 论 47 致 谢 48 参考文献 49 附录1 设计系统部分源代码.............................................................................51 附录2 系统硬件图............................................................................................54 CONTENTS ABSTRACT I ABSTRACT II Chapter 1 Introduction 1 1.1 Design background and significance of a 1 1.2 Research status 2 1.3 Design Objective 4 Chapter 2 HRSG steam temperature control system design 6 2.1 Control scheme selection 6 2.1.1 Factors affecting the superheated steam temperature 6 2.1.2 Single-loop control scheme 9 2.1.3 Cascade Control Programme 10 2.1.4 Feedforward control program 12 2.2 Comparison of control schemes and programs identified 14 2.2.1 Compariso