鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王哲+孫奧棋+龔自恒

摘要：本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，對(duì)爐內(nèi)液位、壓力和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)使鍋爐狀態(tài)趨于穩(wěn)定，通過液晶顯示當(dāng)前狀態(tài)。同時(shí)設(shè)置保護(hù)裝置增加系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞：鍋爐；傳感器；液晶顯示

中圖分類號(hào)：TK2237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.001

基金項(xiàng)目：安徽省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)201610375061。

作者簡介：王哲（1983-），女，黑龍江省哈爾濱人，機(jī)電工程學(xué)院教師，助教，碩士研究生，研究方向：控制理論與控制工程，E-mail：502503568@qq.com。

0引言

鍋爐作為一種常用的基礎(chǔ)設(shè)備存在已近百年，但大多數(shù)還是以人為控制為主，由于人為因素限制鍋爐的利用率沒有達(dá)到最高。本設(shè)計(jì)由檢測(cè)電路、控制電路及保護(hù)電路組成對(duì)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)時(shí)有效控制，提高設(shè)備的使用效率。

1硬件電路設(shè)計(jì)

按鍵電路用于設(shè)定系統(tǒng)的設(shè)定值，可根據(jù)具體情況人為手動(dòng)設(shè)置且實(shí)時(shí)生效。系統(tǒng)啟動(dòng)后開始工作。溫度監(jiān)測(cè)采用熱電偶MXA6675芯片，冷端補(bǔ)償電路采用三個(gè)串行SPI接口，將轉(zhuǎn)化后的信號(hào)傳遞給單片機(jī)＼[1、2＼]。

壓力傳感器用于監(jiān)測(cè)蒸氣壓力變化是工程上常用的一種裝置，本設(shè)計(jì)采用的是典型的單結(jié)晶硅型壓力傳感器，使對(duì)應(yīng)于所施加的電壓信號(hào)正比于壓力，通過電子電路的輸出被轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的橋被放大三線制0～5 V輸出，將壓力變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)傳遞給單片機(jī)＼[3＼]。

液位傳感器采用CR-60系列電容式，其功能是將測(cè)量的液位信號(hào)變化轉(zhuǎn)化成單片機(jī)識(shí)別的電信號(hào)。

液晶顯示器采用LCD1602，用于測(cè)量后參數(shù)的顯示。完成初始化后，需輸進(jìn)指令前要在不忙時(shí)進(jìn)行讀取屏幕狀態(tài)，如空閑可接受指令同時(shí)將指令發(fā)送給顯示屏。要做到先輸入顯示屏地址再顯示數(shù)據(jù)＼[4＼]。

報(bào)警電路通常采用接入三極管驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器來完成，當(dāng)三極管截止，單片機(jī)輸出為高電平，蜂鳴器不報(bào)警；三極管導(dǎo)通，單片機(jī)輸出電平變?yōu)榈碗娖剑o蜂鳴器一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。蜂鳴器的頻率是可控的，改變頻率可以實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的不同響聲，以實(shí)現(xiàn)不同的報(bào)警效果。

整機(jī)電路圖如下圖所示。

2軟件設(shè)計(jì)

初始化各個(gè)模塊，然后對(duì)信號(hào)的采集與處理，將采集處理后的信號(hào)輸入單片機(jī)并和預(yù)設(shè)值對(duì)比判斷是否超出預(yù)設(shè)范圍＼[5＼]。若超出預(yù)設(shè)范圍，進(jìn)入報(bào)警電路控制繼電器自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)鍋爐實(shí)行控制；若未超過預(yù)設(shè)值，首先判斷鍵盤是否為按下狀態(tài)，若鍵盤按下，則進(jìn)入相應(yīng)的程序處理。若返回鍵為按下狀態(tài)，則程序執(zhí)行返回的鍵盤顯示部分，再重新判斷。若掃描鍵盤無按下，則在液晶上循環(huán)顯示。

3結(jié)論

設(shè)計(jì)的鍋爐控制系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)鍋爐內(nèi)液位、壓力和溫度值。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的工作參數(shù)指標(biāo)，通過單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)合理分析判斷當(dāng)前工作情況，由相關(guān)繼電器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制并監(jiān)控。本系統(tǒng)在鍋爐操作中的實(shí)際應(yīng)用，極大程度提高了鍋爐的使用效率，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

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