毕业论文：锅炉水位控制系统设计

本系统所使用的传感器性能稳定，测量准确，安装方便，性价比较高，有较大的工程应用价值，而且利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。

哈尔滨理工大学专科生毕业论文第章系统硬件设计锅炉自动控制包括对锅炉的液位，压力，温度等的控制，本系统只侧重于介绍锅炉的液位控制。

液位控制是利用由高亮二级管和光敏三级管所组成的液位传感器把液位的状态转换成模拟信号，再通过模数转换器把输出状态直接接到单片机的接口，单片机经过运算控制，输出数字信号，输出接口接进行显示，实现液位报警和键盘显示与控制其压力控制是通过压电传感器将接受的信号转变成电信号，通过模数转换进行转换后与单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现压力报警和控制其温度检测选用的是光电隔离器，实行光电隔离，有利于人员对温度的检测，再通过模数转换器进行转换后与单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现温度报警而本设计主要是对液位进行控制，下图是锅炉液位控制系统。

图基于单片机的锅炉液位控制系统由上图可观察到传感器通过对液面温度和压力进行测量，输出模拟信号，再通过模数转换器把输入的模拟信号转换成数字信号，通过单片机的运算控制，在通过进行显示，通过报警装置进行报警，报警显示之后再通过对阀门的开启实现对锅炉的液位进行调节控制，阀门的驱动设备是电动机。

核心芯片单片机计算机芯片是个电脑晶片，英特尔公司生产系列。

它是在系列的基础上发展的高性能的位单片机。

所出的系列产品有。

其代表就是。

其他系列的单片机都以它为核心，所以本设控制执行装置显示报警装置传感器哈尔滨理工大学专科生毕业论文计采用的核心芯片是单片机。

整个系统电控部分以公司的为核心芯片，控制信号采集处理输出三个过程。

系统的原理是采用液位式传感器测量锅炉液位值，通过单片机的转换与分析在上显示及输出控制根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开关水泵，以及是否到达危险高低水位，需要关闭阀门。

曹德宝大图图引脚图上图是的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，组位共个口，中断口线与口线复用。

现在我们对这些引脚的功能加以说明正电源脚，正常工作或对片内抄写程序时，接电源。

时钟脚，片内振荡电路的输入端。

时钟脚，片内振荡电路的输出端。

的时钟有两种方式，种是片内时钟振荡方式，但需在和脚外接石英晶体和振荡电容，振荡电容的值般取。

另外种是外部时钟方式，即将接地，外部时钟信号从脚输入。

本设计采用外部时钟电路，外接晶振和电容组成振荡器。

输入输出引脚为输入输出脚，为输入输出脚，为输入输出脚，为输入输出脚。

在对单片机设计中，口作为程序存储器扩展口，且是扩展并行输入输出接口的接口，另外也作为模数转换的数据传输口，口为程序存储器扩展口的高八位地址总线口，口为输入输出口。

复位信号复用脚，当通电，时钟电路开始工作，在引脚上出现个时钟周期以上的高平，系统即初始复位。

初始化后，程序计数器指向，输出口全部为高电平，堆栈指钟写哈尔滨理工大学专科生毕业论文入，其它专用寄存器被清。

由高电平下降为低电平后，系统即从地址开始执行程序。

然而，初始复位不改变包括工作寄存器的状态，的初始态如下表寄存器初始状态特殊功能寄器初始态特殊功能寄存器初始态的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见图。

此外，还是复用脚，掉电期间，此脚可接入电容以及传感器的泄漏电阻。

图画出了压电传感器完整的等效电路图压电传感器的等效电路基本测量电路压电传感器的内阻抗很高，而输出的信号微弱，因此般不能直接显示和记录。

压电传感器要求测量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才能防止电荷迅速泄漏而使测量误差变大。

压电传感器的前置放大器有两个作用是把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出二是把传感器的微弱信号进行放大。

压电传感器的发大电路有电压放大器和电荷放大器，而我采用的是电荷放大电路。

电荷放大器是种输出电压与输入电荷量成正比的前置放大器。

它实际上是个具有反馈电容的高增益运算放大器。

图是电荷放大器连接的等效电路。

图电荷放大器等效电路哈尔滨理工大学专科生毕业论文如果忽略电阻及的影响，则输入到放大器的电荷量为式中，为开环放大系数。

所以有故放大器的输出电压为当，而时，放大器输出电压可以表示为由式中可以看出，由于引入了电容负反馈，电荷放大器的输出电压仅与传感器产生的电荷量及放大器的反馈电容有关，电缆电容等其他因素对灵敏度的影响可以忽略不计。

电荷放大器的灵敏度为放大器的输出灵敏度取决于。

在实际电路中，是采用切换运算放大器负反馈电容的办法来调节灵敏度的。

越小则放大器的灵敏度越高。

为了放大器的工作稳定，减小零漂，在反馈电容两端并联了反馈电阻，形成直流负反馈，用以稳定放大器的直流工作点。

哈尔滨理工大学专科生毕业论文第章系统软件的设计下图为软件设计流程图图软件设计流程图该系统硬件系统完全，但系统的运算与控制必须靠软件支持，本控制系统采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此软件程序较简单，整个软件部分分为以下几个部分。

单片机源程序哈尔滨理工大学专科生毕业论文水位检测子程序报警子程序哈尔滨理工大学专科生毕业论文水位检测主程序这是程序运行的主要程序段，主要实现启动转换器，并从转换器采集信号。

水位状态标志位哈尔滨理工大学专科生毕业论文，哈尔滨理工大学专科生毕业论文结论本系统主要介绍了锅炉的液位检测控制，还介绍了对温度和压力的检测控制，介绍了单片机和其它些单片机在锅炉控制系统中的应用，介绍了它们的引脚和在系统中的电路图，本设计还采用了多种传感器来对液位温度和压力的信号采集，利用来进行信号的输出显示，我设计的硬件系统的结构简化，系统精度高，具有良好的人机交互功能，并设有液位报警高压低压和阀门失灵等故障报警，有问题立即就能发现。

通过自动调节控制液位并实现锅炉内温度和水位的报警。

液位控制在设定值上正常运行不需要人工干预，操作人员劳动强度小。

采用单片机设计出的工业锅炉控制器，能够针对汽包水位的不同状态和不同外界条件进行控制，汽包水位运行稳定控制品质良好控制效果明显改善同时大大提高了控制系统的抗干扰能力，保证了工业锅炉的稳定运行。

控制装置具有成本低抗干扰能力强控制性能好等优点，且系统硬软件维护简单方便，尤其适用于工业控制现场，具有良好的应用前景。

本系统所采用的传感器性能稳定，测量准确，大大简化现场安装，具有较高的性价比，有较大的工程应用价值，而且利用计算机单片机技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。

其优越性主要在于首先，通过对锅炉燃烧过程进行有效控制，使燃烧在合理的空燃比条件下进行，可以提高燃烧效率。

由于工业锅炉耗煤量大，燃烧热效率每提高都会产生巨大的经济效益。

其次，锅炉控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数，这样能有效地减少工人的疲劳和失误，提高生产过程的实时性安全性。

随着计算机控制技术应用的普及可靠性的提高及价格的下降，工业锅炉的微机控制必将得到更加广泛的应用。

在这次毕业设计中，我获得的不仅仅只是这个系统的实现，在更多的方面我有了进步的学习。

如今，这个课题已经有了比较成熟的研究成果及系统的理论知识，因此，这个课题的研究目的是为了使我们对学过的计算机控制技术过程控制系统单片机应用等相关专业知识进行更深层的理解和掌握。

而整个设计的过程，不仅仅是对所学知识的次回顾和串连，更多的是锻炼了我解决个实际课题实践的能力。

作为硬件设计部分，从硬件电路设计方案的确定，到元件的选择就需要考虑到电路的可行性可靠性器件成本以及与软件配合等因素。

三年大学生活即将结束，毕业设计不仅是我接受的次考核，也是对我大学三年学习的次总结。

经过这段时间的学习，最后终于完成了整个设计及论文，为自己的大学阶段生活画上了个完满的句号。

哈尔滨理工大学专科生毕业论文参考文献王文琦工业锅炉的检测与控制技术四川科学技术出版社，王骥程化工过程控制工程化学工业出版社，王文琦工业锅炉的检测与控制技术四川科学技术出版社，谢自美电子线路设计实验与测试华中科技大学出版社，金伟正单线数字温度传感器的原理及用电子工业出版社，王永平，陈建华基于的高性能电热锅炉控制系统仪表技术与传感器，潘新民，王艳芳微型计算机控制技术高等教育出版社，谈振藩自动控制专业英语哈尔滨工程大学出版社，杨智，明丽萍世纪燃气锅炉在中国的发展前景自动化学报，袁希光等传感器技术手册北京国防工业出版社，李光飞，楼然苗单片机课程设计实例指导北京航空航天大学出版社，李明，徐向东用容错技术提高锅炉控制系统的可靠性清华大学报，吴春旺锅炉汽包水位调节控制系统设计北京机械工业出版社，何立民系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术北京航空航天大学出版社，周航慈单片机应用程序设计技术北京航空航天大学出版社，哈尔滨理工大学专科生毕业论文致谢在此毕业课题设计完成之际，向为此毕业设计倾注了大量心血宋老师和同寝室的同学表示深深地敬意和谢意。

指导老师宋鸣在此课题的研究方向收集资料设计过程中倾注了悉心的指导和尽心所能的帮助，宋老师治学严谨，工作认真负责，在平时的学习过程中不仅对我严格要求，也给予了精心的指导，对我得到的结论进行总结，并提出新的问题，使得我的毕业设计课题能够深入地进行下去，也使我接触到了许多理论和实际上的新问题，使我做了许多有益的思考。

在此，谨向宋老师表示崇高的敬意和衷心的感谢，并祝愿他身体健康，全家幸福，在本课题的研究过程中，也得到了院系的大力支持和同学的大力指导与热情帮助，通过网络收集各方面的前沿信息，给我们创造个良好的学习设计环境。

谨以此文献给关心我的老师家人同学及朋友们。

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家教授及老师表示衷心地感谢，哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计题目锅炉水位控制系统设计专业年级机电学生姓名孙庆