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1、单片控制锅炉温度和和水箱水位 学生姓名引言在能源、化工等多个领域中普遍存在着各类控制系统。传统的控制多采用包含手动控制方式的单回路控制，同时采用传统的指针式机械仪表来显示当前值。传统的控制在生产中一直占有主导地位，但随着生产线的更新，不仅要求有更直观、准确、稳定的控制系统，同时还要求在降低生产设备的成本方面有所突破。目前成熟的自动控制手段主要有单片机监控和比较电路监控两种，其比较如下：单片机监控系统结构相对复杂，需要硬件和软件同时支持，外围电路相对繁琐，但其人机交互性强，功能强大，控制精度高，能够方便地与上位机通讯，实现数据共享，在现实生产中主要应用在对控制精度要求较高的场合。比较电路监控技术
2、结构简单，不需要软件支持，价格低廉，但是其较差的人机交互性和不具备数据共享的弱点决定了其只能应用在对控制精度不高的一般场合。单片机的应用具有面大量广的特点。国际上从70年代开始，国内自80年代以来，单片机已广泛地应用于国民经济的各个领域，对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。单片机广泛地用于各种仪表仪器，使仪器智能化，提高它们的测量速度和测量精度，加强控制功能，简化仪器仪表的硬件结构，便于使用、维修和改进。关键词：单片机；控制系统；温度检测；液位；在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量控制及各类液位的控制占据着极其重要地位。实时采集各其信息,及时发现潜在故障,并采取相
3、应的处理措施,对确保其良好运行状态具有重要意义。温度是工业生产中相当重要的参数之一,温度检测和控制的准确性直接影响生产状况和产品质量。因此,在很多工业现场,对温度测量及控制的精度都有着很高的要求。较高的温度测控精度是温差控制精度的有力保证。系统针对这一情况,以单片机为控制器核心,对温度传感器信号进行检测并从硬件和软件两方面进行误差校正及补偿,对温度控制采用相关的控制算法并在实验室中通过反复调试控制参数,使控制器的测量精度及温度控制精度都达到了较高要求,为解决温差控制提供了良好的基础。将单片机应用到仪器中可以增加测量功能,扩大仪器应用范围,提高测量精度,简化硬件结构,降低成本。锅炉承受高温高压，
4、安全问题十分重要。而温度的准确测量及时控制就在其中发挥着重要的作用。当锅炉蒸汽温度偏离额定数值过大时，将会影响锅炉和汽轮机的安全、经济运行。汽温过高，会加快金属材料的蠕变，使过热器、主蒸汽管道、汽轮机等产生额外的热应力，因而使设备寿命缩短。当发生严重超温时，甚至会造成过热器管爆破。实际运行经验证明，过热器发生爆管大多数都是由于超温引起的，因此汽温过高对设备的安全威胁很大。蒸汽温度过低，会使汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加、对叶片的侵蚀作用加剧，严重时会发生水冲击，使汽轮机轴向位移增加，威胁汽轮机的安全。而且当压力不变、汽温降低时，蒸汽的焓必然减少，蒸汽的作功能力减小，汽轮机的汽耗增加，因而使发电厂
5、的经济性降低。然而单片机测温、控温，便于实现生产过程的自动化，具有操作简单、精度高、可靠性好、测量范围广等特点，可实现远距离循回检测、安全报警、温度显示与打印、信息存储、数据通迅等功能。在化工生产过程中，存在很多需进行液位控制的系统。传统的液位控制多采用包含手动控制方式的单回路控制，同时采用传统的指针式机械仪表来显示液位的当前值。传统的液位控制在生产中一直占有主导地位，但对于水位控制这样的系统，由于液体本身的属性及控制机构(电机、阀门等) 摩擦等因素的影响,控制对象具有一定纯滞后和容量滞后的特点,水位上升的过程缓慢,呈现非线性。随着生产线的更新，不仅要求有更直观、准确、稳定的液位控制系统，同时
6、还要求在降低生产设备的成本方面有所突破，这就要求我们开发新型既实用又价廉的液位控制系统的原因。在实际工程中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的 其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。对于一个水箱水位控制来说，要想控制精度高，控制简便快速，那么就必须采用单片机与PID控制的结合方式，那么这样既能体现单片机控制系统性能稳定可靠、设置操作方便、造价低等特点也能提高整个控制系统的精度、速度、稳定性。对提高化工生产线的作业率，改善产品质量及缩短新产品、新工艺的开发周期起到了极其重要的作用。