低压蒸汽发电装置的嵌入式系统研究-机械工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Dissertation Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Here Is The Subject or Specialty You Engage RESEARCH ON EMBEDDED SYSTEM OF THE LOW-PRESSURE STEAM GENERRATING EQUIPMENT by Li Yongcong Supervisor: Prof. Wang Jingang Pro. Xian Yanjun April 2015 万方数据 万方数据 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体 已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文 所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本 学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 关于学位论文版权使用授权的说明 本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学 校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学 位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复 印件和电子版。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 日期： 导 师 签 名： 日期： 河北工业大学硕士学位论文 河北工业大学硕士学位论文 低压蒸汽发电装置的嵌入式系统研究 低压蒸汽发电装置的嵌入式系统研究 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘 要 低压蒸汽发电也称低温余热发电，常指利用 300℃以下的低温余热资源进行 发电的技术。低压蒸汽发电装置的控制系统大致分为两类：一类是装机容量大、 自动化程度高、成本高的集散控制系统；另一类是装机容量小、功能灵活的单机 控制系统。而单机控制系统的自动化程度、安全性、可靠性和发电效率等性能参 差不一，成本也相差甚巨。 本文主要研究小型低压蒸汽发电设备的嵌入式控制系统及其关键技术，论文 以低压蒸汽发电机系统为主要对象并在研究其它小型蒸汽发电系统结构原理的 基础上，设计了一套可移植的、通用性强的嵌入式控制系统。 论文首先对低压蒸汽发电装置的工作原理进行了需求分析和功能分析，其中 的关键技术为如何增强系统的可移植性、通用性和可操作性，为此提出了一种基 于 C8051F040 单片机的嵌入式控制系统方案。该方案基于模块化设计方法，将系 统硬件按照核心电路设计成 CPU 模块、通讯模块、I/O 模块、高速 I/O 模块、模 拟量模块以及电源等功能模块；软件系统按照装置工作原理划分成余热回收、蒸 汽发电、并网控制和冷却润滑等工艺过程。模块化设计的软、硬件系统既便于系 统功能的扩展和裁剪，又便于系统管理、维护。最后通过人机交互系统对整个系 统进行管理。 论文对控制系统各模块进行了分析、研究和设计，并进行了相关测试，完成 了整个系统的硬件和软件设计，既满足当前实际生产的需要，同时又为将来的技 术升级做出了准备。 最后，样机应用于低压蒸汽发电机系统的发电过程控制中，测试表明论文设 计的嵌入式控制系统满足控制要求，为下一步样机应用至其它类型发电装置奠定 了基础。 关键词：低压蒸汽 余热发电 嵌入式系统 模块化设计 i ABSTRACT Low-pressure steam generator known as waste heat power generation is the technology using the low pressure steam under 300℃ to produce electricity. There are two serials of control system of these generating equipments: one is the distributed control system (DCS) with larger capacity of equipment installed, higher automation degree and higher cost than the other one which the control system is single machine control system. The single machine control system is custom made to low the cost