锅炉过热蒸汽温度控制系统设计研究毕业设计开题报告.doc

毕业设计开题报告题目锅炉过热蒸汽温度控制系统设计研究Design of boiler superheated steam temperature control system院 （系）专业年级学号姓名指导教师 年 月 日毕业设计开题报告题目锅炉过热蒸汽温度控制系统设计研究时间本课题的目的意义（含国内外的研究现状分析）锅炉是我国工业生产和生活上应用面最广、数量最多的热力设备，是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，其产物蒸汽不但可以作为蒸馏、干燥、反应、加热等过程的热源，而且还可以作为驱动设备的动力源。过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统不可缺少的重要组成部分，其性能和可靠性已成为保证锅炉安全性和经济性的重要因素。由于锅炉往往负荷变化大，起停频繁，依靠人工操作很难保证其安全、稳定地在经济工况下长期运行。温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，影响了生产安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸，从而造成重大事故。因此，工业过程对锅炉控制系统都有很高的要求，在锅炉运行中，保证过热蒸汽的温度在正常的范围内具有非常重要的意义。随着科学技术的发展，使得价格低廉、集成度高、可靠性高的微型计算机、PLC和工业专用控制计算机在工业生产过程中得到了广泛应用，同时也为锅炉控制系统的发展开辟了一片广阔的天地；控制理论的不断发展，出现了许多新的控制方法，如预测控制方法、自适应控制方法、各种智能控制方法给工业过程控制带来了崭新的应用前景。目前，国内外已经陆续出现了各种各样的锅炉微机测控系统，明显的改善了锅炉的运行状况，发电厂集控运行此书提到的大型发电厂利用DCS作为控制锅炉的温度控制系统，具有控制性能好，安全性能高，信息处理能力强等优点。但是，DCS的价格一般比较昂贵，一套最小的DCS系统都要求10万元左右，一般适合点数较多的场合，国内许多小型企业由于其经济上的问题，一般用不起价格昂贵的大型的DCS温度控制系统，因此，对锅炉温度控制技术的改进和优化，使其性价比大大提高就显得非常必要。为此，本课题设计以单片机为核心利用PID控制算法对锅炉过热蒸汽温度进行控制，该设计主要利用了单片机的小巧灵活、成本低、抗干扰能力强、可靠性好、易于扩展等优点使得控制系统简单可行，控制精度也比较高，满足了工业的生产要求，而且也大大降低了控制系统的成本，维护方便，适于广泛应用。因此，采用单片机对工业锅炉实现控制，降低了其生产成本，而且其功能全、安全可靠、也便于维护，同时还可提高生产效率、节约能源消耗、降低污染，具有广阔的应用前景。设计(论文)的基本条件及设计(论文)依据基本条件：1、实验室现有完整的单片机实验平台，可以方便的进行单片机控制系统的设计与调试；2、网络时代下的计算机可以随时上网查阅相关资料，学校图书馆也有大量关于控制系统设计的图书可供借阅；3、大学期间学习的单片机原理与应用、自动控制原理、过程控制工程、计算机控制技术等课程对控制系统的设计提供帮助。设计依据：1、工程实际中，PID算法问世多年，已成为了最为广泛的控制算法，可以提供借鉴并加以改进；2、锅炉原理可以了解到锅炉的生产工艺流程，方便对控制系统的改进；3、MCS-51单片机应用设计详细介绍了51单片机软件设计和硬件设计，对控制系统的设计提供了参考；4、MATLAB、PROTUES仿真软件，可以对控制系统提供仿真，为选择控制方案和系统的优化提供了帮助等等。本课题的主要内容、重点解决的问题主要内容：1、建立被控对象数学模型。2、基于单片机设计总体方案，进行PID控制规律的选用与数字化。3、硬件设计，包括单片机输入信号接口电路、外围电路等。4、软件设计，包括初始化及主程序、控制程序、A/D和D/A转换程序及其他处理程序。5利用PROTUES仿真。重点解决的问题：1、了解锅炉过热蒸汽的工艺过程，对被控对象进行分析，设计控制方案。2、根据锅炉过热蒸汽温度控制系统的特点，完成系统的硬件设计。3、在硬件设计的基础上，完成系统软件部分的设计。4、建立温度控制系统的数学模型确定PID 控制策略。本课题欲达到的目的或预期研究的结果 通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统设计研究，将单片机应用于锅炉过热蒸汽的温度控制。了解锅炉过热蒸汽的工艺过程，掌握温度控制系统的设计方法。总结和巩固所学的基础技术课程和专业课程中所获得的知识，综合应用这些知识，并将理论知识用于解决生活中的实际问题。掌握一整套收集资料与数据、分析问题、解决问题、并总结写成论文的方法，培养独立、科学的思维方法和实际应用能力。计 划 进 度时 间工 作 内 容备 注2016.3.7-2016.3.202016.3.21-2016.4.32016.4.4-2016.5.22016.5.3-2016.5.202016.5.21-2016.5.262016.5.27-2016.6.5复习单片机原理与应用、自动控制原理、过程控制工程、计算机控制技术；查找收集相关资料，确定系统的设计方案；硬件、软件设计，系统调试，绘制相关图纸；完成论文的初稿；修改、完善毕业设计并送指导老师审阅；完成论文的PPT文件，准备毕业答辩。指导教师意见*同学查阅了大量与课题相关