基于单片机的余热锅炉汽包水位控制系统设计

《基于单片机的余热锅炉汽包水位控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要汽包水位是影响余热锅炉安全运行的一个重要参数。汽包水位过高或过低的后果都是非常严重的。因此对汽包水位必须进行严格控制。单片机技术的快速发展使得单片机广泛应用于过程控制领域并极大地提高了控制性能。本设计从分析影响汽包水位的各种因数出发，提出了采用汽包水位三冲量控制系统方案。按照工程整定的方法，进行了PID参数整定，并以MATLAB为仿真平台进行仿真，仿真结果表明此控制系统具有较高的调节质量和调节精度，能够维持汽包水位的稳定。根据控制要求和所设计的控制方案进行了系统的硬件设计，利用了单片机的编程实现控制算法并进行系统的软件设计，最终完成单片机在余热锅炉汽包水位控制系统中

2、的应用。关键词：汽包水位三冲量控制单片机PID控制VABSTRACTDrumwaterlevelisanimportantparameterinfluencingthesafeoperationofthesurplusenergyboiler.Theconsequencesareveryseriouswhenthewaterlevelistoohighortoolow.Sothedrumwaterlevelmustbestrictlycontrolled.TherapiddevelopmentofSCMtechnologymakesitwidelyusedincontr

3、olfieldanditimprovestheperformanceofcontrolgreatly.Accordingtotheinfluenceofvariousfactorsonthedrumwaterlevel,thisdesignadoptsthethreeimpulsecontrolsystemschemeofdrumlevel.Accordingtothemethodofengineeringtuning,thedesignadoptsthetuningofPIDparametersandusesMATLABasthesimulationplatform.

4、Thesimulationresultsshowthatthiscontrolsystemhashighqualityregulationanditcanmaintainthestabilityofthedrumlevel.Accordingtothecontrolrequirementsandthedesignschemeofthecontrolsystem,thehardwaredesignwascarriedout.ThesoftwaredesignofthesystemusesSCMprogrammingcontrol.Finally,wecanfinishth

5、atthedrumwaterlevelofthesurplusenergyboileriscontrolledbasedonSCM.Keywords:waterlevelofthesteamdrumthreeimpulsecontrolSCMPIDcontrolV目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1本设计研究的目的和意义11.2国内外发展情况3第2章余热锅炉汽包水位的设计52.1汽包水位控制系统的动态特性分析52.1.1保持汽包正常水位的意义52.1.2被控参数与控制变量选择62.1.3在给水流量扰动下的动态特性82.1.4在蒸汽流量扰动下的动态特性92.2

6、控制系统的方案112.2.1单冲量控制系统122.2.2双冲量控制系统132.2.3三冲量控制系统152.2.4方案选择162.3建立数学模型162.3.1汽包水位控制系统的数学模型172.3.2测量变送环节的传递函数182.3.3执行机构的传递函数192.4仪表的选择与各变送器转换系数的确定192.4.1流量变送器转换系数的计算192.4.2给水调节阀转换系数的计算202.4.3液位变送器转换系数的计算20第3章硬件电路设计213.1A/D转换电路223.2I/V变换电路23V3.3D/A转换电路243.3.1DAC0832的简介253.3.2AT89C51与DAC0

7、832的接口电路设计263.4V/I变换电路273.5AT89C51对LCD的接口电路283.6声光报警电路293.7AT89C51的最小系统303.7.1复位电路313.7.2时钟电路323.7.3电源电路333.8上位机与AT89C51的通信34第4章软件设计364.1程序流程设计364.1.1系统主程序流程图364.1.2系统的初始化子程序374.1.3A/D转换检测子程序384.1.4增量型PID控制算法子程序424.1.5D/A转换监控子程序464.1.6报警子程序流程图46第5章PID参数整定及仿真485.1PID控制器参数整