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AT89S51要：该设计是由摘

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。单片机、锅炉、水位控制、水位数字显示、数码管关键词：

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。

设计思路2.1

电路主要实现功能是水位检测和报警，然后控制水泵的启停。水位控制主要的控制的对象是水泵，容器是锅炉，水位的检测可根据探测器探测得到。水位正常情况下控制在一定测量点距离段之间，当水位低于或高于正常水位段下限和上限是进行光报警与声报警，若水位在正常水位时，则解除报警。当水位低于水位下限时，水泵一直注水，而高于上限时则关闭水泵，并且当水位处于不同探测电时，可显示相应数字来显示水位。压力检测主要由一个开关来模拟压力的高低，并用指示灯的亮灭来模拟风机的运行和停止，另设手动操作按钮，用以人为启动水泵和风机。

2.2 总体设计框图

光报警手动操作声报警AT89S51

检测电路执行电路驱动电路水位指示电