基于单片机的锅炉智能控制系统.doc

摘要 详细介绍了一款基于单片机的智能锅炉控制系统，该系统能根据锅炉现场检测的各个状态做出实时精确的自动控制，如实现温度、压力、水位等的监控，具有事件与参数记录、数码管显示、报警、系统参数设置、手自动切换控制的功能。能够快速、稳定、安全、可靠地对工业锅炉进行智能化控制。 Abstract This paper introduces a design of intelligent boiler system based on single chip. This system can do the real-time precise automatic control according to each condition examined from the boiler scene, such as realizes the monitoring of the temperature, the pressure, the water level and so on.. It has the event and parameter record, the digital tube display, reports to the police, the system parameter establishment, the hand automatically cuts of the control function. It can be fast, stable, safe, reliable carries on the intellectualized control to the industry boiler. 0 引言 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。 国内对锅炉控制系统的研究起步较晚，始于80年代初期。国内研究锅炉控制系统比较成熟的企业包括上海杜比公司、南京仁泰公司，还有一些科研院校联合企业开发的各种智能锅炉控制系统。尽管对锅炉控制系统的研究已有了很大进展，但是仍然存在许多急待解决的问题： (1) 锅炉控制方案不尽合理； (2) 现有的锅炉控制器可控制的仍是普通开关量设备，不能对它们进行精确连续调节，使控制精度低，控制手段单一； (3) 锅炉控制系统外围设备适用范围不广。 针对现有的燃油、燃气锅炉控制系统的现状和问题，本课题开发了多功能绿色环保智能燃油、燃气锅炉控制系统，它具有采暖、热水两用功能，能对锅炉系统进行多台联合控制或单台锅炉全自动运行。针对多功能绿色环保锅炉的控制问题，本文提出了基于单片机的锅炉智能控制器的设计构想，并给出了以该控制器为核心的控制方案。 1 锅炉控制系统的一般结构与工作原理 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2-1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 Fig.2-1 The diagram of mining seamsmethane pre-drainage “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