锅炉液位控制系统92729

1、1.4研究方案及预期结果本设计是采用8051单片机为核心芯片，及其相关硬件來实现的锅炉液位控制系统，在 用液位传感器测液位的同时，又用光电式隔离器和压力传感器对锅炉的温度和压力进行检 测，cpu循环检测传感器输出状态，并用3位七段led显示液位高度，检测液位、温度和 压力等数据，实施报警安全提示，当锅炉液位低于用户设定的值时，系统白动打开泵上水, 当水位到达设定值时，系统自动关闭水泵。1.4.1系统锁件总体方案系统的原理是采用高亮二级管和光敏三级管所组成的液位传感器对液位进行控制，通 过四对传感器分别安装在锅炉内四个不同的位置，由上至下测竝锅炉液位值，并把这四个液 位状态通过数模转换器adc0

2、809传到单片机中，在通过3位七段led显示器显示出液位 的四种状态及报警安全提示。用led显示是因为它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、 光电转换效能高、寿命长等特点，根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开、关 水泵，需要是否开启和关闭驱动阀门的电动机。本设计运川了多种传感器，在使用液位传感 器测液位的同时，我还选用了光电式传感器和压电式传感器来刈锅炉的温度和压力进行测 s,因为我们所提到的锅炉常用于供暖，所以温度的检测很重要，至于选用压力传感器主要 是出于安全考虑的，压力过人冇可能对锅炉造成损害共至造成爆炸，压力过低会导致锅炉控 制系统无法正常运行。所以我在第三章着重介绍了这3钟传

3、感器。1.4.2软件总体方案水位检测是通过四对高亮二极管和光敏三极管所纟r成的液位传感去分别安装在四个不 同的位置，由上至下四个输出端口分别接单片机的p1.0、pl.l、pl.2、pl.3 u,实现对锅炉 里的水位进行检测。当水位到达某一光敏三极管的位置吋，其输出端口就向单片机输出低水 平。山上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就 会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可能出故障；笫二个位登是自动停止加水线, 即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位置是自动加 水线，即当水位低于此位宜时，控制系统会h动接通加水磁阀，开水加水

4、；第四个位置是水 位下限报警线，即当水位低于此位置时，开水房控制系统就会口动报警，提醒工作人员注意, 加水电磁阀可能出故障。本系统所使用的传感器性能稳定，测量准确，人大简化现场安装，具有较高的性价比, 有较大的工程应用价值，而且利用计算机与组态软件技术对锅炉牛:产过程进行有效控制，使 燃烧在充分的情况下进行，可以提高燃烧效率。由于工业锅炉耗煤量大，燃烧热效率每提高 1%都会产生巨人的经济效益。其次，锅炉控制过程的h动化处理以及监控软件良好的人机 界血，操作人员在监控计算机上根据控制效果及时修正运行参数，这样能有效地减少工人的 疲劳和失误，提高生产过程的实时性、安全性。随着计算机控制技术应用的普

5、及，可靠性的 提高及价格的下降，工业锅炉的微机控制必将得到更加广泛的应用。1.4.3设计的研究进程本设计第二章对系统进行硬件分析，主要介绍了木设计所使用的核心芯片8051,重要 对英端口进行介绍，介绍其功能与用途，还介绍了液位传感器、数模转换adc0809.执行 设备、led显示和报警装置，介绍了他们的原理、结构和电路连接。第三章我着重介绍了 木设计所使用的传感器，因为传感器的性能在整个系统屮起着非常重要的作用，尤其对检测 精确度起着重要的作用，在其小我重点介绍了液位传感器，光电式传感器和压电式传感器。 笫四章我介绍了整个系统的软件设计。2系统硬件设计锅炉自动控制包括对锅炉的液位，压力，温度等

6、的控制，本系统只侧重于介绍锅炉的 液位控制。液位控制是利用由高亮二极管和光敏三极管所组成的液位传感器把液位的状态转 换成模拟信号，再通过模数转化器adc0809把输出状态直接接到单片机的i/o接口，单片 机经过运算控制，输出数字信号，输出接口接led进行显示，实现液位报警和键盘显示与 控制；其压力控制是通过压力传感器将接受的信号转变成电信号，通过模数转换adc0809 进行转换后与8051单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现压力报警和控制；其温 度检测选用的是光电隔离器，实行光电隔离，有利丁人员对温度的检测，再通过模数转换器 adc0809进行转换后与8051单片机接口和连，使其与设定值

7、和比较从而实现温度报警；而 本设计主要是对液位进行控制，f图输锅炉液位控制系统：山上图可观察到传感器通过对液而、温度和压力进行测量，输岀模拟信号，再通过模 数转换器把输入的模拟信号转换成数字信号，通过8051单片机的运算控制，在通过led进 行显示，通过报警装置进行报警，报警显示之后再通过对阀门的开启实现对锅炉的液位进行 调节控制，阀门的驱动设备是电动机。2.1核心芯片8051单片机计算机芯片mcs-51是一个电脑晶片，英特尔公司生产系列。它是在mcs-48系列的基 础上发展的高性能的8位单片机。所出的系列产品有8051、8031、8751。其代表就是8051. 其他系列的单片机都以它为核心，

8、所以本设计采用的核心芯片是8051单片机。cpu是它的 核心设备，从功能上看，cpu包括两个部分：运算器和控制器，它执行对输入信号的分析 和处理。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，如果釆用8031外置eprom 程序控制结构，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。系统的原理是采用液位式传感器测量锅炉液位值，通过单片机的转换与分析在led上 显示及输出控制；根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开关水泵，以及是否

9、到 达危险高、低水位，需要关闭阀门。8051的是时钟有两张方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶 体(212mhz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30po另外一种是外部时钟方式，即 将xtal1接地，外部时钟信号从xtal2脚接入。木设计采用外部吋钟电路，夕卜接品振和 电容组成振荡器。输入输出(i/o)引脚：pin39-pin32 为 p0.0-p0.7 输入输出脚，pin 1-pin 1 为 pl,.0-p1.7 输入输出脚,，pin21-pin28为p2.0-p2.7输入输岀脚，pinl0-pinl7为p3.0-p3.7输入输出脚。.在对单片机设计中，p0 口作为程序存储器扩展口，几是扩展并行输入/输出接口的接口， 另外也作为模数转换的数据传输口，p2 口为程序存储器扩展口的高八位地址总线扣，p1 口 为输入/输出口。pin9： reset/vpd复位信号复用脚，当8051通电，吋钟电路开始工作，在reset引 脚上出现24个时钟周期以上的高水