基于单片机的锅炉温度和压力控制系统设计
锅炉温度51单片机的控制系统
计算机控制课程设计论文论文题目：锅炉温度51单片机的控制系统目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------3 一：引言---------------------------------------------------------------------------------------4 二：设计原理及仿真------------------------------------------------------------------------5 三：硬件电路---------------------------------------------------------------------------------6 3-1 微控制器AT89S52--------------------------------------------------------------7 3-2 晶振电路----------------------------------------------------------------------------7 3-3 复位电路----------------------------------------------------------------------------8 3-4 DS18B20芯片---------------------------------------------------------------------8 3-5 液晶显示器------------------------------------------------------------------------10 3-6控制电路----------------------------------------------------------------------------11 3-7 其他的硬件设备------------------------------------------------------------------11 四：软件设计-------------------------------------------------------------------------------12 4-1 锅炉温度控制系统结构框图---------------------------------------------------12 4-2 编程主要思想---------------------------------------------------------------------12 4-3 程序流程图------------------------------------------------------------------------13 五：结语--------------------------------------------------------------------------------------14 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------14摘要锅炉是工业生产中不可缺少的设备，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业，而锅炉对温度的控制也是有很高的要求在日常的生活中。
基于单片机的锅炉控制系统_毕业设计论文
1 绪论本文详细介绍了一款基于单片机的锅炉监控系统，该系统能根据锅炉现场检测出各个状态，如实现温度、压力、水位、液位等的监控，具有数码管显示、报警的功能。
能够快速、稳定、安全、可靠地对工业锅炉进行智能化监控。
1.1 背景资料及研究意义当今，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。
由于历史条件的原因，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。
工业锅炉是工业生产和生活上应用广泛的热能动力设备，锅炉汽包水位的平衡是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的重要指标之一。
水位过高会影响汽水分离产生蒸汽带液现象影响汽水分离装置的正常工作，导致锅炉出口蒸汽带水和含盐量过大，使过热器受热面结垢甚至破坏，影响机组的正常运行和经济性指标。
若汽包水位过低，会使锅炉水循环工况破坏，导致水冷壁供水不足而烧坏，可能造成重大锅炉事故。
工业锅炉汽包水位控制的任务是监测锅炉的蒸发量并及时报警，使汽包水位维持在工艺允许的范围内。
所以这就要求我们对锅炉的温度、流量、水位、压力等参数实行实时的监控，以便于工作人员更好地对锅炉进行控制，以免事故的发生。
1.2 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。
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计讲解锅炉温度水位控制系统是一种常见的自动控制系统，通过监测锅炉的温度和水位，控制供应给锅炉的燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的稳定运行。
在本文中，我将详细讲解基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计。
首先，我们需要了解整个系统的基本结构。
该系统由传感器、单片机、执行机构和显示器组成。
传感器负责监测锅炉的温度和水位，并将信号传输给单片机。
单片机根据接收到的信号，通过调节执行机构控制燃料或冷却水的流量，以维持锅炉的温度和水位在设定的范围内。
系统通过显示器实时显示锅炉的温度和水位信息。
接下来，我们讲解系统的硬件设计。
首先，选取适合的温度和水位传感器。
温度传感器可选择热敏电阻或热电偶，这些传感器的输出信号与温度成正比。
水位传感器可选择浮子式或电极式传感器，这些传感器根据液位的变化产生不同的电信号。
接下来是单片机的选择。
由于单片机需要进行模拟信号的采集和数字信号的处理，我们需要选择具备这些功能的单片机。
例如，常见的AVR系列和PIC系列单片机都具备这些功能。
然后，我们进行编程设计。
编程设计主要包括信号的采集和处理、控制算法以及与执行机构的通信。
首先，单片机需要通过ADC模块采集传感器的模拟信号，并进行数字信号处理。
然后，通过控制算法计算控制量，根据控制目标调节执行机构的控制量。
最后，通过与执行机构的通信，控制燃料或冷却水的流量。
在编程设计中，需要考虑温度和水位的检测范围、设定范围以及控制目标。
根据具体的控制需求，可以采用比例控制、积分控制、微分控制或PID控制等控制算法。
在硬件电路设计中，还需要为单片机提供稳定可靠的电源，通过适当的滤波和隔离电路，保证传感器的信号质量。
最后，还需要设计一个合适的显示器，以便实时显示锅炉的温度和水位信息。
可以选择液晶显示器或数码管进行显示。
通过以上的设计，基于单片机的锅炉温度水位控制系统可以实现锅炉的自动稳定运行。
系统可以根据锅炉的温度和水位变化实时调节燃料或冷却水的流量，避免温度过高或水位过低对锅炉造成的损坏。
基于单片机的家庭取暖电加热锅炉温度控制系统设计
摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本课题研究的是基于单片机的家庭电加热锅炉取暖温度控制系统设计,它是利用锅炉加热水产生的蒸汽来提高室内的温度。
它的基本功能是通过温度传感器的检测来实时显示室内空气和电加热锅炉内水的温度，通过键盘设定目标温度，根据比较采集温度和目标温度结果，控制加热部件的通断。
用液位传感器和报警模块来监控炉内液位的高度，根据检测的结果控制水泵的工作。
液位和温度的实时监控保证了室内温度和液位的高度在合理的范围内。
该控制系统经济、环保、自能化程度高，具有一定的工业价值。
关键字：电加热锅炉系统; 单片机; DS18B20; LCD12864; 矩阵键盘Based On Single Chip Microcomputer Of Home Heating Electric Heating Boiler Temperature Control System DesignABSTRACTIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect.The research is based microcontroller family electric heating boiler heating temperature control system design, the indoor temperature israised by using the boiler to heat water to produce steam . Its basic function is detected by the temperature sensor to display the indoor air and the temperature of the boiler water is heated electrically in real time, the target temperature set through the keyboard, according to the comparison result of collecting temperature and the target temperature, controls the heating means on and off. The height of the furnace level is monitored by level sensor and alarm module , the pump is controlled by accordance with the results. Real-time monitoring level and temperature to ensure a high level of indoor temperature and within a reasonable range. The control system of economic, environmental, high degree of energy self-oriented, with some industrial value.KEY WORD: Electric heating boiler system; AT89C51; DS18B20 ; LCD12864;matrix keyboard目录第一章系统方案设计 (1)1.1绪论 (1)1.2设计任务 (1)1.3 设计要求 (1)1.4 系统设计方案 (1)第二章各模块电路的方案选择及论证 (3)2.1 处理器方案 (3)2.2 温度采集模块方案 (3)2.3显示模块方案 (4)2.4按键模块方案 (4)2.5报警电路模块方案 (5)2.6驱动电路模块方案 (5)2.7控制电路模块方案 (6)第三章系统硬件及各电路设计 (7)3.1 处理器 (7)3.1.1 AT89C51单片机概述 (7)3.1.2时钟电路 (8)3.1.3复位电路 (9)3.2 LCD12864液晶显示器 (9)3.3 温度采集模块 (12)3.3.1 DS18B20的主要特性 (12)3.3.2 DS18B20内部结构 (13)3.4按键模块 (14)3.5驱动芯片 (14)3.6 继电器控制电路 (15)3.7 液位检测模块 (16)3.8报警模块 (16)3.9 加热模块 (17)3.10抽水泵模块模块 (18)第四章系统软件设计 (19)4.1系统主程序的设计 (19)4.2显示子程序设计 (20)4.3温度采集程序设计 (22)4.4矩阵键盘程序设计 (22)4.5 PID算法程序设计 (24)4.5.1 PID算法原理 (24)4.5.2 PID算法流程 (25)第五章系统调试 (26)5.1硬件调试 (26)5.2软件调试 (26)5.3系统调试 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录一：仿真图 (30)附录二：实物图 (31)第一章系统方案设计1.1绪论传统的家庭锅炉取暖系统采用煤或燃气为燃料，虽然能达到取暖的效果，但能耗比较大，且不环保。
基于单片机的锅炉温度水位控制系统设计
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 电热锅炉的应用背景及其控制理论的发展 (3)1.2 本文的设计指标 (4)2 硬件电路设计 (5)2.1 系统方案概述 (5)2.2温度检测元件DS18B20 (6)2.3 显示模块设计 (8)2.4 键盘模块设计 (9)2.4.1 键盘工作原理 (9)2.4.2 键盘识别方法 (10)2.4.3 键盘工作方式 (10)2.5 指示及报警电路 (11)2.6 功率驱动电路 (12)2.6.1 固态继电器简介 (12)2.6.2 功率驱动电路设计 (13)2.7 水位检测及控制电路 (13)2.7.1 水位检测电路 (13)2.7.2 水位控制电路 (14)2.8电源电路 (15)2.9 单片机选型及简介 (15)3 软件的设计 (19)3.1 系统软件总体概述 (19)3.2 主程序 (19)3.3 T0中断服务子程序 (21)3.3.1 中断系统简介 (21)3.3.2 T0中断服务程序的编写 (23)3.4 键盘中断服务子程序 (24)3.5 PID运算设计 (25)3.6 其他子程序介绍 (27)3.6.1 显示子程序 (27)3.6.2 DS18B20相关子程序 (28)3.6.3 PID输出转换程序 (29)4 系统的仿真 (30)4.1 PID参数整定方法 (30)4.2 系统仿真结果 (31)5 结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)电热锅炉温度水位控制系统设计摘要：在冶金、化工、机械等各类工业控制中，电热锅炉都得到了广泛应用。
它具有环保、高效、体积小等优点。
因此对电热锅炉控制系统的研究就显得十分有必要。
本文介绍了以AT89S51单片机为核心的温度和液位控制系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，以数字信号的形式传送给单片机；水位信号由电接点水位计采集，以开关量形式传送给单片机。
“基于单片机STM32的锅炉水温控制系统的设计与实现”
在单 片机 作用 下 的工作 原理 。基 于单 片机 的温度 控制 系统设
计 不仅 大大 提升 了温度 测量 的准 确性 ，同时也使 得温 度采 样
的过程 可 以通过信 号过 滤 的形式 得 以呈 现 ，在通 过数 字滤 波 信 号 的传输 将最 终 的温度 指数展 示到 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示屏 上 。这时 我 们 可 以对 比这一 时段 的温度值 与 之前设 定好 的温 度值 ，通 过 积 分分 离 的方式来 对其 中的偏差 进行 准确计 算 ，这就 得到 了 最终 的温 度输 出控制 值 。这一控 制量 的数 值还 可用 于对导 通 时 间的计 算方 面 ，通 过对 加热 功率 的核算 来实 现合理 调节 温
ＡＣ ＡＤＥ ＭＩ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ ＡＲ Ｃ Ｈ 学术研 究
水温 “ 基于单片ｔ １ ［ Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２ 的锅炉
控制系统的设计与实现＂
◆连 迅
摘 要 ：锅 炉是 一种 广泛应 用 于化 工、 冶金 、 医药等领 域 的重要 设备 ，锅 炉水 温的控 制 与调 节 对 于 确 保锅 炉 正常 工作有 着至 关重要 的意 义 。基 于单 片机 的 温度控 制 系统相较 于数 字调 节仪 表有 着更 高的 灵 活性和 稳定性 。本 文就基 于单片机Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 的锅 炉水温控 制 系统设计进 行 了细致分析 。 关键 词 ：单 片机 ；温度控 制 系统 ；原理 ； 系统设计
角 度分 析 ， 基 于单 片 机的 温度控 制 系统有 着更 强 的扩展性 ，
这对于生产效率而言也是极其重要的保障。
参考 文献
脚
［ １ ］ 刘攀 ， 俞 杰． 基 于 单 片机 的 温度 测 控 系统 Ｕ ］ ． 兰 州交 通 大 学学
毕业设计-基于单片机小型开水锅炉控制系统
摘要本文介绍了一种基于单片机的小型开水锅炉控制系统，并给出了系统的工作原理、硬件结构及软件流程。
本系统采用ATMEL公司单片机系列中的AT89S52为 CPU，采用双线串行CMOS型电可檫写存取器AT24C02A记忆用户的温度设定值，采用固态继电器SSR作为控制驱动电路的开关器件，用独特的新型单线智能数字温度传感器DS18B20作为测温元件，测温精度可达 0.5℃，这种数字传感器可以与单片机直接连接无需其它电路。
此外在配上固态继电器控制水泵的补水开关，完成对水位的控制。
本文还设计了三个控制按键和LCD1602显示器。
三个按键可实现开水房水温的预置和实际温度的切换。
LCD1602显示器可实时显示水温和水位，并能通过控制按键切换至预置温度界面。
实际使用证明该系统具有良好的控制效果。
关键词单片机AT89S52，数字温度传感器DS18B20，水温控制，水位控制Title Based on single-chip of small boiling water boiler control systemAbstract:This article describes a new type of intelligent control system of automatic electric boilers, and give the system's working principle, hardware structure and software flow. The system uses ATMEL Corporation AT89S52 single-chip series for the CPU, using two-wire serial CMOS-based electricity can be Sassafras Writing AT24C02A memory device users access to temperature settings, the use of SSR as a switching device, using a unique new one-way intelligent DS18B20 digital temperature sensor as a temperature measurement components, temperature measurement accuracy of up to 0.5 ℃, such a digital sensor can be directly connected with the single-chipmicrocomputer without other circuits. In addition，Water pump relay control switch, water level control to achieve. This article has designed five controls pressed keys and LCD1602 monitor. Three pressed keys may realize the function of water temperature initialization and the actual temperature cutting as well as the cancellation reports to the police.LCD1602 monitor may display the water temperature and water level in time, and can cut to the pre-placed temperature through the control pressed key. Actual use to prove that the system has good control effect.Keywords:Singlechip AT89S52, Water temperature control, Water level control, Digital Temperature Sensor1 绪论1.1 研究背景和国内外现状当前，节能与环保已成为人类社会面临的两大课题。
基于单片机的锅炉控制系统的设计
基于单片机的锅炉控制系统的设计摘要：本文主要介绍了一种基于单片机的锅炉控制系统的设计，该系统功能完善，稳定可靠，能够有效地实现锅炉的自动控制和监控。
本文首先介绍了锅炉控制系统的原理及相关的技术知识，然后针对锅炉控制系统的需求和特点，设计出了一种基于单片机的锅炉控制系统方案，并详细阐述了系统的硬件结构及软件设计思路。
最后，通过实际的测试和应用结果验证，证明了该系统具有良好的控制效果和稳定性，具有广泛的应用前景。
关键词：单片机；锅炉控制系统；自动控制；监控；稳定性Abstract:This paper mainly introduces a design of a boilercontrol system based on a single-chip microcomputer. The system is fully functional, stable and reliable, and can effectively implement automatic control and monitoring of the boiler. This paper first introduces the principle of theboiler control system and related technical knowledge. Then, based on the requirements and characteristics of the boiler control system, a scheme of a single-chip microcomputer-based boiler control system is designed, and the hardware structure and software design ideas of the system are explained in detail. Finally, through actual tests and application results verification, the system has good control effect andstability, and has a wide range of application prospects.Keywords: single-chip microcomputer; boiler control system; automatic control; monitoring; stability引言：锅炉是工业中用于生产热能和蒸汽的重要装备之一，具有功能强大、操作简便等优点，已得到广泛的应用。
基于单片机的余热锅炉蒸汽温度控制系统设计开题报告
7、时间进程
第1周开始阅读毕业设计方面有关的书籍
第2周阅读《单片机应用技术选编》了解单片机
第3周去图书馆查阅资料
第4周阅读《燃油燃气锅炉房设计手册》
第5周分配毕业设计题目；
第6周向导师了解毕业设计及开题报告要求；
第7周准备正式进入设计阶段；
第8周完成开题报告模版
第9周查找书籍
第10周同导师讨论开题报告中不明白的问题；
我国余热锅炉产品技术水品，除少数接近或到达国际上同类产品的先进水平外，大多数相当于国外五、六十年代的水平，其主要差距反应在以下几个方面：
1）热利用率低；
2）自控水平落后；
3）积灰率高和清除效果差（特别是有色冶炼工艺中的余热锅炉）。
随着技术的进步，今后工业部门将普遍采用高能效的先进工艺流程，这样能源的有效利用率提高，高温余热资源总量相应减少，而中、低温余热资源相应增长。因此，余热利用技术将由高温余热回收技术转向中，低温和固体显热的余热回收利用技术，但在近期仍以发展高温余热回收的锅炉产品为主。如干法熄焦余热锅炉，化铁炉余热锅炉，转炉余热锅炉等。当然也必须为今后发展中、低温和固体显热回收的余热利用技术以及城市垃圾焚烧余热锅炉开展一些科研工作，以加快设计，制造各种类型、容量和参数的余热锅炉，来满足是长的需求。
基于单片机锅炉液位控制系统设计
摘要：文章主要设计了一种锅炉液位控制器，它以8051作为单片机。
通过8051单片机、液位传感器和模数转换器等硬件系统和软件设计方法，实现具有液位检测报警和控制的双重功能，同时也具有报警和显示控制的功能，并对液位和压力值进行显示。
本系统是基于单片机的水暖锅炉控制系统，在设计中主要有水位检测、温度检测、按键控制、水位控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制。
关键词：锅炉液位控制；单片机；压力传感器；模数转换器0 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。
更好地对锅炉进行自动化控制，并利用单片机及其外围芯片实现锅炉液位控制已经成为可能。
1 系统硬件设计1．1 核心芯片8051单片机整个系统电控部分以ATMEL公司的8051为核心芯片，控制信号采集、处理、输出三个过程。
这种芯片内置4kEPROM，因为系统要求控制线较多，如果采用8031外置EPROM程序控制结构，则造成控制线不够；而8051却可以利用P0、P2口作控制总线，大大简化硬件结构，并可以直接控制键盘参数输入、LED数据显示，方便现场调试和维护，使整个系统的通用性和智能化得到了很大的提高。
本设计采用MCS-8051单片机来控制系统报警。
MCS-51系列单片机中的8051采用40Pin 封装的双列直插结构。
其40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I／O口，中断口线与P3口线复用。
基于51单片机的锅炉温控系统的设计
半个学期的毕业设计已圆满结束，在这几个月 中，我经历了很多事，也接触了很多人，我在 此对每位曾经帮助过我或指导过我的人表示衷 心地感谢。感谢学校的精心安排和指导老师的 用心辅导，以及各位曾经教育我、传授我知识 的老师，因为有他们的辛勤付出才有我知识的 累积。特别要感谢我的指导老师——马继伟和 蔺志鹏老师。在他们的指导和启发下，我圆满 地完成了本科阶段的毕业设计任务。
背光方 式
温度范 围
液晶 驱动电
压
点阵数
点大小
视屏尺 寸
模块尺 寸
LED背光 宽温型
—5V
12*86
0.38*0.55
66*44
78*70
硬件设计
键盘部分根据工艺要求以及节省空间的原则， 我们设计了4×4键盘，原理图见下页。利用 AT89C51扩展8255接口芯片来实现，用8255的 PA做键盘的数据线，列线经过上拉电阻与VCC 相连。大体的原理是：当S1～S16全部都打开 时，列线均为高电平，经与门后仍为高电平， 因而不会产生中断；当其中一键被按下时， INTO端变为低电平，向CPU申请中端，CPU 响应后，用扫描方法找到申请中断的功能键， 并按程序设定执行相应的功能。按键的电路中， 各按键开关均采用了上拉电阻，这是为了保证 在按键断开时，各I/O口线有确定的高电平。
向可控硅，并且产生同步脉冲信号触发单片机中断，单片机一 此脉冲为计时基准输出可控硅触发脉冲从而控制可控硅在每半 个周期的导通角，进而调节加热制冷器的平均电压，达到调节 加热制冷功率控制温度的目的。 采用这种控制方法由于控制的是可控硅在电网电压每半个周期 的导通角，对当前我国电网来说即每0.01秒中导通时间，输出 加稳压电容后加给负载的电压比较稳定，从而控制输出稳定时， 负载的功率便可以很好的稳定在输出值左右。
基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计
基于单片机的热水锅炉温度控制系统设计摘要: 介绍了80c51单片机构成的小型热水锅炉温度控制的最小系统，主要包括数学模型的建立、硬件电路的设计和软件程序的分析。
关键词: 单片机；温度控制系统；热水锅炉；温度检测0 引言北方冬季分散取暖通常采用热水锅炉人工定时烧水供热的方法。
这种方法耗煤量大，居室温度变化大，费人力。
为解决这个问题，本文介绍一种用单片机控制热水锅炉供热的系统装置。
温度自动控制系统主要是有温度采集系统、液晶显示系统、扬声器报警系统和继电器控制系统四部分组成。
本次设计主要是以温度采集到的温度为参考。
如果温度在设定值内部，则系统正常工作，本系统的温度正常范围为0-50摄氏度，如果超出温度范围，则系统发出警报并控制系统负载停止工作。
1 系统总体方案设计本系统主要有水位检测、温度检测、按键控制、水温控制、水位控制、循环控制、显示部分、故障报警等几部分组成来实现供暖控制，系统框图如图1 所示。
2 供暖系统的控制策略对于供暖系统，环境温度反映了需热量，供水温度反映了供热量。
供暖对系统的要求为: 环境温度低时，供水温度高；环境温度高时，供水温度低。
根据实践经验，建立供暖系统的控制数学模型如下：T 上限=95 ℃ T h< - 10 ℃85- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃ T下限=75 ℃ T h< - 10 ℃65- T h - 10 ℃≤T h≤15 ℃式中，T 上限为供水上限温度，T 下限为供水下限温度，T h 为环境温度。
上式说明，环境温度低于16 ℃时，每降低1 ℃，供水温度上、下限升高1 ℃；环境温度低于- 10 ℃时，供水上限温度为95 ℃，下限温度为75 ℃。
供水上限温度为停机温度，在开机状态下，当供水温度达到上限温度时系统即停机。
供水下限温度为开机温度，在停机状态，当供水温度降至开机温度时系统即开机。
当环境温度高于16 ℃时系统停机。
供水温度始终在上限温度和下限温度之间变化。
基于单片机的锅炉温水位控制系统设计
9
交流电机的负荷分配
系统的硬件设计
硬件原理图
1
2
3
4
5
6
+24 V
电磁阀
D
2 1
9 8
2 1
9 8
2 1
9 8
2 1
9 8
CLK
B A
CLK
B A
B A
U7 7 4HC1 6 4
U8 7 4HC1 6 4
U9 7 4HC1 6 4
液位控制需要能实现过高过低水位报警，
因此选用简单易行的电接点水位计。
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4
交流电机的负荷分配
系统的硬件设计
系统的结构框图：
DS18B20 水位电极
AT89S51
SSR 继电器
加热电阻 电磁阀
键盘电路
显示电路
报警电路
-----------------------------------------
5
交流电机的负荷分配
系统的硬件设计
系统工作原理：
在温控部分，选用89S51单片机为中央处理器， 通过DS18B20温度传感器进行温度采集，将采 集到的温度信号传输给单片机，再由单片机 控制显示器，并进行PID处理，然后驱动固态 继电器的通断，控制加热电阻的导通周期数， 实现对温度的控制。
在水位控制部分，当水位到达对应水位时， 水位电极会将信号送入单片机，然后单片机 会做出相应的动作。
U5
1
+
U4
~
3
C4 0 .1 μ
基于单片机的锅炉温度和压力控制系统设计
论文题目：基于单片机地锅炉温度和压力控制系统设计摘要本文介绍I以80C51单片机为核心地温度和压力控制系统地工作原理和设计方法温度信号由温度芯片DS18B20采集,以数字信号地形式传送给单片机；温度和压力信号由压力传感器进行实时采集，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给单片机，单片机经过计算与处理后将温度、压力信息显示在LED显示器上,文中介绍I该控制系统地硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、压力检测电路、稳压电源电路和其他一些单片机接口电路文中还介绍I软件设计部分,在这里采用模块化结构编程软件部分主要包括：主程序、温度和压力控制子程序、显示子程序等该系统可以对锅炉地温度与压力进行全自动化地控制，不仅节省I人力资源,同时使用电加热系统，更节能,更环保,更具有有可行性关键词：温度检测A/D转换压力检测PID控制；This paper introduces the 51 microcontroller as the core temperatureAbstractand system of the working principle and design method. Temperature signal chip DS18B20 collecti on by the temperature, with digital sig nal tran smitted to the form of sin gle chip microcomputer; Pressure by level sensor signal of real time data collection, with an analog form transferto the sin gle chip microcomputer, microc on troller through the A/D conv ersi on, con verted into digital sig nals, calculati on and treatme nt will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD mon itor, the paper in troduces the hardware part of the con trol system, in clud ing: temperature detect ion circuit, temperature con trol circuit, pressure detect ion circuit, pressure con trol circuit and other sin gle chip microcomputer in terface circuit. The paper also in troduces softwaredesig n part, here the modularized structure program ming. Software is main ly three parts: the mai n program, keyboard in terrupt and key process ing program, prearc ing in terruptio n program. The other one XieZi programs in clude: temperature sig nal process ing program, show program, PID process ing procedure, etc.This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the sametimeuse electric heat ing system, more en ergy efficie nt, more en vir onmen tal protectio n and is more a feasibility.Keywords:Temperature detecti on A/D conv ersi on Water pressure testPID control摘要 (I)Abstract (I)1绪论 (1)1.1研究背景及现状 (1)1.2发展前景 (1)1.3系统地总体设计思想 (2)2锅炉温度和压力控制系统主要器件选择 (4)2.1系统结构总框图 (4)2.2单片机地选择 (4)2.3温度传感器.................... 错误！未定义书签。
基于单片机的锅炉控制系统
基于单片机的锅炉控制系统【摘要】传统锅炉控制采用人工结合常规仪表，给水方式为间断给水，通过省煤器后热辐射时间短，效率低，人工操作复杂，还要人工监视给水的水位和锅炉汽压，很难达到满意的效果。
本文主要对基于单片机的锅炉控制系统进行阐述。
【关键词】单片机，锅炉，控制该系统主要以AT89C52单片机作为控制系统核心，通过接口扩展芯片8255完成人机交互的诸多应用功能，系统所需数据由模拟通路采集，该模拟通路由传感器组、多路开关、信号采样和A/D转换等组成。
检测到的数据经过AT89C52单片机处理后，一部分经由8255传至8位数码管显示模块显示，一部分通过电平转换器和放大驱动电路处理后送至控制模块，控制模块根据此输出信号控制执行机构工作，并自动完成声光报警，从而实现对锅炉控制系统进行精确的实时控制。
另外，系统还可以实现下载和通信的功能。
1系统设计方法在详细了解单片机的基本结构、工作原理、功能扩展和相应的接口电路的基础上，对一个具体的应用对象，如何才能设计一个具体的应用系统，使其能够满足实际需要就变得非常现实了，也是系统设计和产品开发者所关心的问题。
本节从应用角度出发，详细介绍单片机应用系统硬件设计方法和研制过程。
在图1的控制方案中，传感器采集随时间连续变化的模拟信号(被调参数)，如温度、流量和水位等，通过变送和放大，转变成直流电压信号，然后通过模/数转换器转换成单片机可识别和处理的二进制数据，经输入通道送入单片机，由单片机按照一定的逻辑控制原理，对被测量值进行一系列的运算处理，从而得到燃烧器、循环泵或其他执行机构的控制量，再由单片机输出二进制数据，经数/模转换器将数字量转换成模拟量(电压或电流信号)，直接或通过继电器、接触器及多路开关送至执行机构，使阀门或其他调节机构动作，达到调节被调节参数的目的。
2基于单片机的锅炉控制系统设计2.1熟悉设计对象单片机作为控制系统的核心所控制的对象是多种多样的，所实现的控制功能也是千差万别的。
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计
基于单片机的小型开水锅炉控制系统设计设计背景：随着电力的普及和人们生活水平的提高，小型开水锅炉在家庭中得到了广泛的应用。
为了提高开水锅炉的安全性和舒适性，设计一个基于单片机的小型开水锅炉控制系统是非常必要的。
设计目标：本设计旨在实现以下功能：1.温度控制：通过设置温度设定值，自动控制开水锅炉的加热和保持温度；2.过热保护：当温度超过设定的上限值时，及时切断加热源，以防止开水锅炉的过热；3.水位检测：检测水位，当水位过低时，停止加热并提示用户加水；4.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，及时报警提示用户。
硬件设计：1.单片机：选择一款适合的单片机作为主控制器，如STC89C52系列；2.温度传感器：用于检测水温，常用的传感器有DS18B20；3.液位传感器：用于检测水位，常用的传感器有浮球液位传感器；4.继电器：用于控制加热器的开关；5.蜂鸣器：用于报警提示；6.LCD显示屏：用于显示当前温度、水位等信息；7.按钮：用于设定温度、启动/停止加热等操作。
软件设计：1.初始化：设置各个引脚的功能和初始状态；2.温度检测：通过温度传感器获取当前温度值；3.水位检测：通过液位传感器获取当前水位值；4.温度控制：根据设定的温度和当前温度进行判断，控制继电器的开关状态；5.过热保护：当温度超过设定的上限值，切断继电器的电源，同时报警；6.水位保护：当水位过低时，停止加热并报警提示用户加水；7.器件故障报警：当开水锅炉的电源或其他关键器件出现故障时，停止加热并报警。
系统测试与调试：将开水锅炉控制系统接入电源，并逐个验证各个功能的正确性。
包括温度控制、过热保护、水位检测等。
同时，验证是否能够正确显示当前温度、水位，并能够及时报警。
总结：本设计实现了基于单片机的小型开水锅炉控制系统。
通过温度和水位传感器的检测，实现了温度控制和水位保护功能，提高了开水锅炉的安全性和舒适性。
设计的控制系统经过测试和调试，功能稳定可靠。
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存档日期：存档编号：本科生毕业设计（论文）论文题目：基于单片机的锅炉温度和压力控制系统设计*名：***系别：机电工程系专业：电气工程及其自动化年级、学号：09电气************师：**江苏师范大学科文学院印制摘要本文介绍了以80C51单片机为核心的温度和压力控制系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，以数字信号的形式传送给单片机；温度和压力信号由压力传感器进行实时采集，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给单片机，单片机经过计算与处理后将温度、压力信息显示在LED 显示器上，文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、压力检测电路、稳压电源电路和其他一些单片机接口电路。
文中还介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构编程。
软件部分主要包括：主程序、温度和压力控制子程序、显示子程序等。
该系统可以对锅炉的温度与压力进行全自动化的控制，不仅节省了人力资源，同时使用电加热系统，更节能，更环保，更具有有可行性。
关键词：温度检测A/D转换压力检测PID控制；This paper introduces the 51 microcontroller as the core temperature and pressure system of the working principle and design method. Temperature signal chip DS18B20 collection by the temperature, with digital signal transmitted to the form of single chip microcomputer; Pressure by level sensor signal pressure of real time data collection, with an analog form transfer to the single chip microcomputer, microcontroller through the A/D conversion, converted into digital signals, calculation and treatment will temperature, pressure, water level information displayed in the LCD monitor, the paper introduces the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, temperature control circuit, pressure detection circuit, pressure control circuit and other single chip microcomputer interface circuit. The paper also introduces software design part, here the modularized structure programming. Software is mainly three parts: the main program, keyboard interrupt and key processing program, prearcing interruption program. The other one XieZi programs include: temperature signal processing program, show program, PID processing procedure, etc.This system can to the boiler temperature and water level of the full automation control, not only save thehuman resource, and at the same time use electric heating system, more energy efficient, more environmental protection and is more a feasibility.Keywords:Temperature detection A/D conversion Water pressure test PID control摘要....................................... Abstract.. (I)1 绪论 01.1研究背景及现状 01.2 发展前景 01.3 系统的总体设计思想 (1)2 锅炉温度和压力控制系统主要器件选择 (3)2.1系统结构总框图 (3)2.2 单片机的选择 (3)2.3 温度传感器 (6)2.4 压力传感器 (7)2.5 A/D转换器 (10)3 锅炉温度和压力控制系统硬件电路的设计 (12)3.1 最小单片机系统 (12)3.1.1 晶振电路 (12)3.1.2 复位电路 (12)3.2 温度采集模块设计 (13)3.3温度控制电路设计 (14)3.4压力检测电路设计 (15)3.5键盘及显示电路 (16)3.6 报警电路设计 (18)3.7稳压电源电路设计 (19)4 系统软件设计 (20)4.1控制算法研究 (20)4.2系统总流程图设计 (21)4.3 温度和压力检测程序流程图设计 (22)4.4键盘输入子程序流程图设计 (23)4.5显示子程序流程图 (24)4.6外部中断程序流程图 (24)5 结论 (26)致谢 (27)附图：系统原理总图 (28)附录：代码编写 (29)参考文献 (36)1 绪论1.1研究背景及现状锅炉是一种热能转换设备，传统的锅炉由锅和炉两大主体和保证其安全经济连续运行的附件，仪表附属设备，自控和保护系统组成，水在锅（锅筒）中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力（严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的）作为一种能源广泛使用。
锅炉广泛用于生产和生活之中。
传统的锅炉都使用烧煤的方法进行加热，这种方式加热不但对空气污染严重，而且在加热时需要用人工进行燃料的运输与添加，一旦加入燃料过多，水温会升的过快造成开锅，严重时会造成锅炉爆炸，造成人身财产的损害，对于现在国内的发展来说，很少有地区对此进行改进，而本设计提出一种新型的锅炉加热与压力控制方法，真正实现无人操作，全自动加热、控温、节能环保，本设计摒弃传统的燃料加热方法，而使用电热的方式，这样通过微控制器可以对水温进行实时的控制，不仅节省能源，还能达到准确的温度控制，在控制系统中又加入了压力控制环节，这样整个系统就达到了全自动智能化水平。
根据国内实际情况和环保上的考虑和要求，燃煤锅炉由于污染并且效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。
因此在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全能替代燃煤、燃油、燃气锅炉。
1.2 发展前景电加热锅炉采用全新加热方式，无污染，完全可以称为绿色环保锅炉。
电加热锅炉具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具吸引力，其具体优点如下[1]：（1）无污染。
由于采用电加热方式，电能直接转换为热能，不需要采用燃烧的方式将化学能转换为热能，因此就不会排放出有害的气体杂质，也不会产生灰渣，很适宜环保方面的要求，更适合安放在人口十分密集的生活区，办公区。
（2）能量转化效率很高。
电加热锅炉采用加热元件直接与水接触，加热时转换效率很高，能量转化率也很高，一般可达到95%，而最新最好的锅炉更是能达到98%以上。
（3）锅炉本体结构简单，安全性好。
电加热锅炉本体结构非常简单，不需要布置管路，没有燃烧室，没有烟道，故而不会出现燃煤、燃气、燃油锅炉存在的爆炸和泄漏的危险。
（4）体积小，重量轻，占地面积小。
由于本体结构简单，使得电热锅炉体积可以做的很小，简单的结构更加便于布置，占地面积也就减小。
（5）锅炉启动、停止速度快，运行负荷调节范围大，调节速度快，操作简单。
由于加入元件工作由外部电气开关控制，所以锅炉启停速度快，通过控制各加热元件的开关，可以在很大范围内调节运行负荷，调节操作迅速、简单。
与燃煤、燃油、燃气锅炉相比，操作运行更加方便、简单。
（6）可采用计算机监控，完全实现自动化。
电热锅炉的温度和水位的控制都能通过计算机完成，使电热锅炉的运行完全实现自动化，最大程度的将计算机技术应用于传统的锅炉行业[2]。
1.3 系统的总体设计思想当前，世界计算机市场上出现了专门应用于工业控制的一系列单片机产品，单片机以其价格便宜、重量轻、体积小、功耗低、功能强的特点，在工业控制的现场应用中得到越来越广泛的关注，单片机既能够完成各种常规的控制，还能够充分利用控制理论的最新研究成果情况下结合被控对象的特性，选择更加先进的控制方法，来获得更好的控制效果。
目前，因为家用锅炉设备属于批量制造生产，而一整套完备的控制系统是每台锅炉所必需的，针对小型锅炉的这些特点，更结合产品的成产成本考虑，以单片机MCS-51为核心器件组成的控制系统成为了最为理想的选择。
同时，MCS-51系列单片机以其完备的控制功能、优秀的运算能力、完善的外部接口电路等一系了特点，适应了中小型锅炉控制系统需要。
同时在选取外围芯片时，应尽量考虑一些较为典型的、易于替换和扩展的电路和芯片，并建立在降低生产成本的前提下。
传感器主要选择些基于单总线结构的ICSl220型压力传感器和DS18B20数字温度传感器。
DS18B20温度传感器采用DALLAS 公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，其产品以具有封装形式多样，耐磨耐碰，使用方便，体积小，而广泛应用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
系统在软件这块主要采用模块化的程序结构。
主程序作为控制程序，为整个系统软件的一条主线，其它功能模块均采用子程序调用、查询等方式，这样使得扩充和调试更加方便。
本系统的电源模块选择了市场上常见的W7800(7800)系列7805电源稳压芯片，通过分别给模拟信号和数字信号分别供电，来避免出现电源干扰的现象。
利用温度传感器DS18B20采集测量锅炉水温；使用LED显示器显示气压值、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。