毕业设计-基于单片机的小型开水锅炉控制系统

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1、中南林业科技大学本科毕业设计 基于单片机的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

2、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 system Abstract:This article describes a new type of intelligent control system of automatic electric boilers, and give th

3、e systems 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 switchin

4、g 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-chip microcomputer without other circuits. In addition，Water pu

5、mp 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.LCD1

6、602 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 Temperat

7、ure 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。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。在欧美和日本等发达国家，石油和天然气已成为第一能源，占能源消费的60%左右，燃油和燃气锅炉已逐步取代燃煤锅炉，对风机和水泵等典籍的变频控制已相当成熟。自20世纪90年代以来，随着大型可编程控制器、单片机的出现和模糊控制、自适应控制等职能控制算法的发展应用，锅炉控制水平大大提高，已实现优化控制。 国内对锅炉控制的研究起步较晚，始于80年代初期。国内研究锅炉控制比较成熟的企业有上海杜比公司、南京仁泰公司等。此外还有一些科研院校和企业开

8、发的各种智能锅炉控制系统，如清华大学动力工程与控制学院为亚运村北辰供热厂热水锅炉的改造开发的锅炉控制系统，采用“一控四”方案，即一台主机控制四台锅炉。随着电力工业的不断发展，电加热控制系统的锅炉正在兴起。如今的北京，电锅炉家族可谓越来越宠大了，国内的国外的品牌应有尽有，运行效果最好的是美国的白浪电锅炉。该设备为立式圆柱形，占地少，其体积最小的直径，设备安装很方便，操作简单，运行稳定且可同时提供采暖和生活用水。具有多种时段温控，预设功能，可到经济运行的目的，很多别墅项目一般采用电锅炉取水。工业生产生活中，在很多方面都对温度有不同的要求。如用于热处理的加热炉、用于熔化金属的锅炉以及各种不同用途的加

9、热炉反应炉，如用于水泥生产中的大型锅炉和生活中的供开水用小型锅炉等，这样温度就成为了其对象中一种重要的被测控对象。在传统的小型开水锅炉控制中，由于控制对象相对较小且又不重要，有相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制方式，自动化程度低，调节精度差，且单靠人工操作已不能适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求。因此，对这种控制系统进行改造是适应发展的需要的。1.2 研究意义和应用发展 在我国，传统的开水锅炉控制中多以燃煤和燃油为主，而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制方式，自动化程度低，调节精度差，给人们的生产和生活也带来了巨大的危害。因此，对传统的控制系统进行改造是适应今后发展

10、的迫切需要。随着电力工业的不断发展，人们逐渐采用电加热控制系统。本设计就是针对燃煤和燃油锅炉所存在的问题，开发了一种多功能智能的电锅炉控制系统。本论文设计的小型开水锅炉自动控制系统中采用的就是以单片机作为控制中心，采用电力作为燃料，不仅能够使控制系统具有精度高、功能强、经济性好的特点，还节约能源，利于环保，在改善劳动条件等方面都显示了无比的优越性。另外该设计的控制系统还具有超温、高低水位保护、显示及报警等功能，保证锅炉正常安全的工作，实现自动化控制。单片机作为自动控制中的一个核心器件在小型自动控制系统及信号采集方面已经被广泛应用，技术也相对较成熟，它不仅有体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而

11、且有很高的性价比，应用前景广，在小型开水锅炉自动控制中采用单片机作为控制中心，不但能够使控制系统具有精度高、功能强、经济性好的特点，即节约能源，还在改善劳动条件等方面都显示了无比的优越性。2 系统结构组成及方案论证小型开水锅炉控制系统主要由单片机模块、温度控制模块、水位控制模块、显示模块、按键模块、加热机构、加水机构等七大模块组成。整个系统框图如下： 图2.1 系统组成框图小型开水锅炉控制系统的工作原理如图2.1所示。锅炉采用电加热的方式，水源由水泵供给，水温可以通过按键预置，由温度传感器检测出出水口处水的温度并送给单片机，然后单片机将实际水温送至LCD1602液晶显示，同时单片机将采集到的实