锅炉水位控制器

河南科技学院新科学院

单片机课程设计报告题目：基于单片机的锅炉水位控制器

专业班级：电气工程及其自动化104

姓名： _ 时间：2012.12.03～2012.12.21

指导教师：邵峰、徐君鹏、张素君

2012年12月20日

基于单片机控制的锅炉水位控制器设计任务书

一. 设计要求

(一) 基本功能

1.具有手动和自动两种操作模式

2.能够实现多点水位数据采集，并实时进行水位状态显示

3.具有多种连锁保护和报警功能

具体工作过程如下：

控制器上电后，首先处于自动工作模式，程序开始扫描当前锅炉的水位和压力状态，如果水位低于正常水位，发出报警信后，同时启动水泵上水，经过一定时间后，如水位到达正常水位，报警将自冻结除，同时如果压力为低压状态则马上启动鼓风机和引风机，否则控制器自动关闭鼓风机和引风机。如果水位达到最高水位和压力超过设定压力时自动报警，同时关闭水泵和风机。系统时刻跟踪显示水位和压力状态。如果你想手动操作，你可以通过手动/自动转换键把系统置为手动工作模式，此时可由人工控制水泵和风机的运行，水位和压力检测由控制器自动完成，且当水位过低时不能手动停止水泵，过高时不能启动水泵，压力过低不能停止风机，过高不能启动风机，从而实现安全联锁保护控制。

（二）扩展功能

1.系统具备一定的硬件抗干扰能力

2.系统增加软件看门狗功能

二．计划完成时间三周

1.第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。

2.第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。

3.第三周完成软件和硬件的联合调试。

目录

1引言 (1)

2总体设计方案.............................................................................. 1 2.1设计思路.............................................................................. 2 2.2设计方框图 (2)

3设计组成及原理分析..................................................................... 3 3.1水位检测电路设计..................................................................... 3 3.2驱动电路设计 (4)

3.3报警电路设计 (4)

3.4复位电路 (5)

3.5振荡电路 (5)

3.6水位指示电路 (6)

3.7手动自动路 (6)

4总结与体会 (7)

参考文献…………………………………………………………………………… 8附录1 …………………………………………………………………………… 9附录

2 …………………………………………………………………………… 10附录

3 …………………………………………………………………………… 11附录

4 (12)

基于单片机控制的锅炉水位控制器设计任务书

摘要：该设计是由AT89S51单片机控制的锅炉水位控制器，它主要有硬件和软件部分共同完成控制系统功能。其中硬件部分主要由水位检测电路、驱动电路、水位指示电路以及压力自动控制模拟和手动控制等部分组成；软件部分主要由汇编语言所编写的程序组成。本系统可实现水位报警、控制和压力控制等功能，并对水位进行数字显示。

关键词：单片机、锅炉、水位控制、水位数字显示、数码管

1 引言

目前我国燃烧锅炉的数量众多，现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的四分之一，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。锅炉微机控制，是近年来新开发的一项新技术。它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，工业锅炉采用的是微机控制和原有的仪表控制。由于被控对象和过程的非线性、时变性，多参数间的强耦合、随机干扰等因素，使得建立被控对象的精确数学模型变得很困难。在这些复杂的系统面前，传统的控制方法无法满足控制精度，而且系统稳定性差。在现代社会中，随着工业的发展，居民生活区的集中热力供应量的需求量越来越大，蒸汽锅炉的容量不断高，对操作过程的要求更加严格，锅炉的液位控制直接影响人们自身和设备的安全。液位过低可能使锅炉出现干烧现象，液位过高又会使锅炉蒸汽压力过高发生危险。传统的液位控制自动化程度低，调节精度差等缺点，且单靠人工操作已不能适应控制系统改造的必要性。随着科学技术的不断进步，被控对象越来越复杂，人们对控制精度的要求越来越高。随着单片机技术和自动控制技术的发展，利用单片机及外围芯片实现锅炉液位控制已经成为一种趋势，单片机体积小，安装方便，功能齐全，性价比好，应用前景广。本系统即是基于单片机AT89S51单片机设计的，有着较高的实用价值和优越性。本系统若用于高级工业控制，可进行相应功能，为人们提供更多的工业自动化控制便利，节约工业成本，节省人力资源，避免了一些不必要的安全事故。

2 总体设计方案

本系统是由硬件和软件共同构成。硬件部分有水位监测电路，驱动电路，手动自动切换电路，水位显示电路，光报警电路，声报警电路。而软件部分由烧进单片机AT89S51的汇编程序构成。当水位低于设定的低水位时，发光管亮，蜂鸣器响，即光报警和声报警，水泵开始工作。然后报警解除。当水位高于设定的高水位时，开始报警，水泵停止工作。同时这个系统还可以实现手动自动转换。满足现在的需求。而且还能实现联保功能：当水位低于低水位时不能停止水泵工作，当水位高于高水位时不能启动水泵。在保证了这个系统的正常工作同时还减少了系统故障的发生。整个系统的原理图见附录1。仿真图见附录2。程序流程图见附录3。程序见附录4。

2.1 设计思路