基于单片机的锅炉液位控制系统设计1.doc

基于单片机的锅炉液位控制系统设计 摘要：介绍了用单片机进行锅炉液位控制工作原理、硬件设计和软件设计。装置主要由80C51、四片电位器式传感器、逐次逼近式A/D转换器ADC0809、双向可控硅驱动电路MOC3041和双向可控硅TLC336A等组成；能够可靠地完成锅炉液位自动控制。 关键词：液位 传感器 单片机 可控硅驱动电路 Abstract: In this paper, the principles and design of hardware and software of controlling automatically liquid level of boiler by the Single-Chip Microcomputer 80C51 are described. It chiefly consists of the Single-Chip Microcomputer 80C51, four pieces of electric potential trasducer, analog/digital converter of successive approach, two-way SCR TLC336A and two-way SCR drive circuit MOC3041.This apparatus can accomplish reliably the controlling automatically liquid level of boiler. Key word: Liquid Level trasducer Single-ChipMicrocomputer SCR(Silicon Control Rectifier) SCR drive circuit 1 引言 锅炉液位控制的稳定与否，是关系到生产安全的重要因素之一。液位太高，易使供出的蒸汽带水，高温高速的蒸汽水珠会损坏后工段的工艺设备；而液位太低，有造成锅炉烧干的危险。怎样把锅炉液位较好地稳定在一个波动较小的位置上，笔者认为这关系到锅炉液位控制方案的选择上。 本文介绍的基于单片机的锅炉液位控制系统设计，确保水位自动控制装置可靠动作，能够可靠地为用户提供日用水，而且具有保护设备、自动化程度高、造价低等优点。国内外比较先进的控制方法是可编程控制器(简称PLC)，不仅造价高，而且功能单一；而本系统结构紧凑、性能可靠、抗干扰能力强、运行效果良好，加之成本不高，非常适用于大量的工业和日用水的锅炉供水，具有广阔的市场前景。 2 系统的工作原理 2.1系统组成 本装置主要由80C51、四片电位器式传感器、逐次逼近式A/D转换器ADC0809、双向可控硅驱动电路MOC3041和双向可控硅TLC336A等组成。此外，还有键盘/显示电路、报警输出电路等。它们的原理方框图如图1所示。 2.2 装置说明 本装置主要设计液位控制，在锅炉整个工作过程中，还有温度、压力等需要，只需再安装一个温度传感器和压力传感器即可，所以在此不再详述。四片电位器式传感器分别安装在锅炉的四个水位处（分别为低水位、高水位、极低水位、极高水位），来采集液位信号。 2.3 工作原理 本装置的功能是：当液位低至给定的液位时，启动水泵对锅炉进行加水，同时水泵正常工作指示灯亮，呈绿色，表明水泵正常工作；当液位高至给定的液位时，停止水泵对锅炉进行加水，水泵正常工作指示灯不亮，表明水泵停止工作；一旦由于某种原因，液位低于低水位时，仍没有启动水泵进行加水，则达至极低水位时，再次启动水泵进行加水，并进行报警；同理，达至极高水位，停止水泵进行加水，并进行报警；操作人员听到报警，消除报警，急停锅炉工作，并对锅炉进行维修；极高水位与极低水位对锅炉起到了保护作用。 它的工作原理是:首先，由电位器式传感器每隔5秒钟对水位进行采样，并输出0~5V模拟信号，再经A/D转换变成相应的数字信号，送入80C51单片机进行数据处理。单片机经运算后，与设定的液位值（低液位H1、高液位H2、极低液位H3、极高液位H4）四值依次进行比较： 若H1HxH2，则表示正常液位，水位指示灯亮，呈绿色； 若Hx=H1， 则表示达至低液位，启动水泵供水，水泵工作指示灯亮，呈绿色； 若Hx=H2， 则表示达至高液位，停止水泵供水，水泵工作指示灯不亮； 若Hx=H3， 则表示达至极低液位，启动报警器报