基于单片机的余热锅炉蒸汽温度控制系统设计设计

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1、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

2、度控制方面还存在许多问题。本论文采用PID算法锅炉温度控制系统的设计，并利用仿真软件Matlab／Simulink对控制算法进行了仿真。[21]关键词：单回路过热蒸汽单片机温度控制IIIIABSTRACTThesuperheatedsteamtemperatureisanimportantparameterthataffectsthesafeoperationofthewasteheatboiler,thesteamtemperatureistoohighwillmakethemetalstrengthsuperheaterwalldown,e

3、asytoburnout.Inordertoensurethenormaloperationofwasteheatboiler,todesigncharacteristicofthecontrolsystemforwasteheatboiler,theoutletsteamtemperaturemaintainedatasetvalue.DesignedwithasingleloopcontrolsystemforwasteheatboilersuperheatedsteamtemperatureiscontrolledtoAT89S51mic

4、rocontrollerasthecore,includingtemperatureacquisitionmodule,thekeyprocessingmodule,temperaturedisplaymodule,thecontroloutputmodule,actuatormodulesandcommunicationmodulesandothercomponents.Temperaturecontrolisthekeytobothtemperatureandtemperature.Temperaturemeasurementsarethe

5、basisfortemperaturecontrol,thistechnologyismoremature.However,duetomorecomplexcontrolobject,thetemperaturecontrolmanyproblemsstillexist.ThispaperusesthePIDalgorithmboilertemperaturecontrolsystemdesign,andtheuseofsimulationsoftwareMATLAB/SIMULINKsimulationofthecontrolalgorith

6、m.Keywords:singleloopsuperheatedsteammicrocontrollertemperaturecontrolIII目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1设计的背景及意义11.2国内外研究现状21.3设计的目的4第2章余热锅炉蒸汽温度控制系统设计62.1控制方案选择62.1.1影响过热蒸汽温度的因素62.1.2单回路控制方案92.1.3串级控制方案102.1.4前馈控制方案122.2控制方案的比较和方案确定142.2.1控制方案的比较142.2.2方案的确定15第3章系统硬件设计173.1系统结构框图17

7、3.2单片机与8155的接口电路173.3信号输入部分183.3.1温度信号采集与处理183.3.2A/D转换193.4显示电路设计193.5信号输出部分213.5.1D/A转换21VI3.5.24-20mA标准信号输出223.6串口与上位机通信电路223.7报警电路设计233.8键盘电路设计243.9稳压电源电路设计253.10单片机最小系统263.10.1时钟电路263.10.2复位电路27第4章系统软件设计284.1软件设计思路284.2系统软件流程图284.2.1主程序流程图284.2.2采样子程序304.2.3数字滤波304.2.4中

8、断服务314.2.5显示环节软件设计334.2.6上位机控制软件设计344.2.7PID子程序35第5章系统的仿真385.1仿真工具385.2MATL