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《基于传感器的锅炉液位控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摘要锅炉是发电，炼油，化工等工业部门的重要能源设备。一台锅炉要能安全，可靠，有效的运行，运行参数能够到达设计值，除了锅炉本身设备和各种辅机完好外，还必须要求自动化仪表工作正常和自动控制系统的设计方案正确。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,本设计是采用单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的锅炉液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时,又用压电式传感器对锅炉的压力进行检测，CPU循环检测传感器输出状态,并用LED显示示液位高度,检测液位、温度和压力等数据,实施报警安全提示,当锅炉
2、液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵。本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术。关键字:液位控制单片机传感器-16-目录摘要-2-一系统总体设计-4-1.1系统硬件总体设计-4-1.2系统软件总体设计-4-二系统硬件设计-5-2.1单片机最小系统电路设计-5-2.2ADC0809A/D转换器-6-2.2.1D／A转换基本原理-6-2.2.2ADC0809转换芯片-7-2.3光报警电路的设计-8-2.4传感器的选择设计-9-2.4.1液位传感器的设计-9-2.4.2压电式传感器的设计-10-2.4
3、.3压电效应和陶瓷压电式传感器选取-10-2.4.4压电式传感器的测量电路-10-三系统软件的设计-12-3.1系统软件的设计-12-3.2单片机源程序-13-3.1水位检测主程序-14-四结论-16-参考文献-17--16-一系统总体设计1.1系统硬件总体设计液位控制是利用由高亮二级管和光敏三级管所组成的液位传感器把液位的状态转换成模拟信号,再通过模数转换器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电传感器将接受的信号转变成电信号，通过模数转换进行
4、转换后与单片机接口相连，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,有利于人员对温度的检测,再通过模数转换器ADC0809进行转换后与8051单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现温度报警；而本设计主要是对液位进行控制,下图是锅炉液位控制系统。CPULED显示传感器报警装置控制执行装置图1基于单片机的锅炉液位控制系统由上图可观察到传感器通过对液面、温度和压力进行测量，输出模拟信号，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
5、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。1.2系统软件总体设计水位检测是通过四对高亮二极管和光敏三极管所组成的液位传感器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、P1.1、P1.2、P1.3-16-口，实时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时，其输出端口向单片机输出高电平；当水位低于此光敏三极管的位置时，其输出端口向单片机输出低电平。由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；第二个位置是自
6、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，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开水加水；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自动报警，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,安装方便,性价比较高,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生产过程进行自动控制有着重要的意义。二系统硬件设计2.1单片机最小系统电路设计AT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内
7、含2kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大at89c2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。本设计中单片机采用AT89C2051，它是一种高性能低价格单片机。引脚(20个)和指令系统与8031单片机完全兼容。片内有2K字节的闪速程序存储器(采用电擦除编程,可重复编程1000次,数据可保10年),除没有P0口、P2口外,具有8031所有功能结构,即一
8、片AT89C2051相当于8031、373、2716组成的最小系统。用它构成的测量、控制系统具
