单片机的锅炉报警系统资料.docx

微处理器原理与接口课程设计 设计题目：单片机的锅炉报警系统学 院：电子工程学院年 级：专 业：姓 名：学 号：指导教师： 年 月 日  目录 1绪论1 1.1背景资料1 1.2锅炉系统的一般结构及工作原理1 1.3系统简介2 2设计原理及论证3 2.1设计原理3 2.2方案论证3 3系统硬件设计4 3.1单片机最小系统4 3.2A/D转换电路5 3.3热敏电阻电路5 3.4显示电路6 3.5报警电路8 4软件设计8 4.1主程序流程图设计8 4.2AD转换及LED显示流程图9 5相关程序10 6结论13 参考文献14  PAGE \* MERGEFORMAT 15 1.绪论 1.1背景资料 当今，环境与发展已成为人类社会面临的两大课题，而这些问题的解决无一不与能源密切相关。我国的锅炉目前以煤为主要燃料，耗煤量接近全国煤产量的三分之一。同时，锅炉燃用的主要是中、低质煤，工业污染十分严重；而且锅炉形式比较陈旧，生产效率和自动化程度低，这又进一步加重了环境污染的程度。因此，调整能源消费结构，逐步提高使用液体燃料和气体燃料的比例是加强环境保护、实施可持续发展战略的措施之一。其中油、气燃料作为优质、高效、环保型清洁能源有着广阔的应用前景。 我国的锅炉生产自动化程度长期以来一直都较发达国家落后许多。目前运行的各行业的锅炉有50多万台，其中相当一部分还在使用常规仪表进行控制，有的甚至还处在人工加常规仪表的半自动控制状态。这样不仅难以做到平稳操作，安全生产也没有确定的保证，人工的劳动强度大，生产条件差。 工业锅炉现在仍然是工业生产和生活上应用广泛的热能动力设备，如果能顺应发展将其智能化，不仅能节省人力物力，还能有效的防止事故的发生。 1.2锅炉系统的一般结构及工作原理 锅炉是一种承受一定工作压力的能量转换设备.其作用就是有效地把燃料中的化学能转换为热能，或再通过相应设备将热能转化为其它生产和生活所需的能量形式，长期以来在生产和居民生活中都起很重要的作用。 锅炉是工业过程中不可缺少的动力设备，锅炉的任务是根据外界负荷的变化，输送一定质量(汽压、汽温)和相应数量的蒸汽。它所产生的蒸汽不仅能够为蒸馏、化学反应、干燥等过程提供热源，而且还可以作为风机、压缩机、泵类驱动透平的动力源。 锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”就是锅炉的汽水系统，如图1-1所示。由省煤器3、汽包4、下降管8、过热器5、上升管7、给水调节阀2、给水母管1及蒸汽母管6等组成。 锅炉的给水用给水泵打入省煤器，在省煤器中，水吸收烟气的热量，使温度升高到本身压力下的沸点，成为饱和水然后引入汽包。汽包中的水经下降管进入锅炉底部的下联箱，又经炉膛四周的水冷壁进入上联箱，随即又回入汽包。水在水冷壁管中吸收炉内火焰直接辐射的热，在温度不变的情况下，一部分蒸发成蒸汽，成为汽水混合物。汽水混合物在汽包中分离成水和汽，水和给水一起再进入下降管参加循环，汽则由汽包顶部的管子引往过热器，蒸汽在过热器中吸热、升温达到规定温度，成为合格蒸汽送入蒸汽母管。 图1-1锅炉的汽水系统 “炉”就是锅炉的燃烧系统，由炉膜、烟道、喷燃器、空气预热器等组成。锅炉燃料燃烧所需的空气由送风机送入，通过空气预热器，在空气预热器中吸收烟气热量，成为热空气后，与燃料按一定的比例进入炉膛燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽。然后经过过热器，形成一定的过热蒸汽，汇集到蒸汽母管。具有一定压力的过热蒸汽，经过负荷设备调节阀供负荷设备使用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，其中含有大量余热，除了将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还预热锅炉给水和空气，最后经烟囱排入大气。 1.3系统简介 单片机是现当今非常实用的操控系统，很多的智能化控制都可以用其实现。单片机由CPU、存储器、输入、输出等部件组成，相当于一台微型计算机。随着技术的进步它的性能不断提高和完善，具有体积小、速度快、功耗低、工作稳定、抗干扰能力强的特点。 为了实现对锅炉的温度监测和报警本文介绍了一种以单片机i80c31为核心的控制模块，ADC0809模数转换器，并结合数码管、报警电路为一体的锅炉监控系统。将热敏电阻传感器采集到的模拟量传给ADC0809进行模数转换，再传给单片机进行控制，实现温度显示和报警。 2.设计原理及论证 2.1设计原理 利用51单片机作为主控制器，将热敏电阻组成的传感器采集到的数据经过ADC0809进行转换，转换后的结果发送给单片机，单片机根据接收到的数据首先进行LED显示，然后判断此温度值与事先设定的锅炉温度上下限度的大小关系，如果低于下限黄灯亮，如果高于上限值绿灯亮，正常则无变化。 整体框图如下：