基于单片机控制的智能锅炉控制仪

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1、基于单片机的智能锅炉控制仪作者：邵锋单位：河南科技学院机电学院自动化研究所453003摘要:针对工厂对锅炉安全性的要求,介绍了一种新型的智能化多路数据采集和调控装置,该装置以AT89S51单片机为核心,能自动检测和显示锅炉的水位和压力状态，自动控制水泵和风机的运行和停止，并且具有报警和联锁控制等保护功能。保证了锅炉的安全运行。关键词:水位控制，锅炉，单片机，多路数据采集0引言图1锅炉因其水位和压力控制不当而发生事故，是比较危险的，为确保锅炉的安全运行，防止锅炉缺水、满水和超压事故的发生，提高中、

2、小型锅炉的自动化程度，减轻锅炉工人的劳动强度，结合单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、价格低廉、功能强大,设计了这种免维护高可靠的智能型装置。1系统框图通过市场调研以后，系统设计方案如图1。采用目前市场上性价比比较高的单片机主流芯片AT89S51为核心智能控制器，主要有多点水位位置监测采集和指示、低压和超高压采集和报警控制、自动和手动功能设定，风机和水泵的功率控制等几大部分电路组成。2主要电路设计2.1多点水位采集选用比较经济的电极式液位传感器，对电极的探测头要求为不锈钢的材料。本设计把AT89

3、S51的P1.0—P1.7和P0.0—P0.3共计12点作为可供用户选择的多点水位数据采集输入端。其工作原理是：当电极与外壳间有水时，相当与将外壳与电极短接，而外壳与地相接，此时就可以从电极上采集一个低电信号送入CPU，CPU就可识别出锅炉的水位状态。其电气原理图和等效图如图2所示。2.2风机和水泵功率接口由于风机和水泵均为功率接口，所以设计选用了12V的电源供电和12V的继电器。同时巧妙的把发光二极管和继电器线圈并联作为继电器的联动指示信号。其电路原理图如图3所示。3.系统工作原理控制器上电后

4、，首先处于自动工作模式，程序开始扫描当前锅炉的水位和压力状态，如果水位低于正常水位，发出报警信后，同时启动水泵上水，经过一定时间后，如水位到达正常水位，报警将自动解除，同时如果压力为低压状态则马上启动鼓风机和引风机，否则控制器自动关闭鼓风机和引风机。如果水位达到最高水位和压力超过设定压力时自动报警，同时关闭水泵和风机。系统时刻跟踪显示水位和压力状态。如果你想手动操作，可以通过手动/自动转换键把系统置为手动工作模式，此时可由人工控制水泵和风机的运行，水位和压力检测由控制器自动完成，且当水位过低时不

5、能手动停止水泵，过高时不能启动水泵，压力过低不能停止风机，过高不能启动风机，从而实现安全联锁保护控制。4.软硬联调人机接口：系统共设置了5个功能控制按键水泵启/停键：手动状态时，手动控制水泵的启动和停止。风机启/停键：手动状态时，手动控制引风机和鼓风机的启动和停止。自动/手动转换键：自动和手动工作模式转换。消音键：当蜂鸣器报警时可手动对其消除报警音复位键结束语：正常的水位和压力状态是锅炉安全运行的基本保证。该锅炉自动控制器能自动控制锅炉的水位和压力，可靠性高，自动完成水位和压力状态的显示、报警，

6、减少了故障的发生，减轻了锅炉工人的劳动强度。经试用该控制器性价比高，已在新乡智能仪表厂投产。主要参考文献：[1]李朝青编著.单片机原理及接口技术.北京：北京航天航空大学出版社，1994年11月[2]张敏.关于非接触式IC卡智能（射频）卡及其读写设备内核技术的研究与应用开发.上海：上海华东磁记录电子公司，2003年10月[3]吕瑞锋.清华同方一体化户用热量表.北京：清华同方股份有限公司研究发展中心单片机研究室，2004年3月[4]谢刚.DS18B20智能温度控制器的应用江苏：电子制作实验室，200

7、2年5月[5]鱼瑞文.TM卡信息纽扣在预收费水表中的应用.淮海：工控自动化文摘，2004年3月图2