锅炉控制系统的设计

王哲+孙奥棋+龚自恒

摘要：本设计实现锅炉系统的自动化控制，对炉内液位、压力和温度数据进行不间断监测，控制系统自动调节使锅炉状态趋于稳定，通过液晶显示当前状态。同时设置保护装置增加系统的安全性。

关键词：锅炉；传感器；液晶显示

中图分类号：TK2237文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.11.001

基金项目：安徽省大学生创新训练项目，项目编号201610375061。

作者简介：王哲（1983-），女，黑龙江省哈尔滨人，机电工程学院教师，助教，硕士研究生，研究方向：控制理论与控制工程，E-mail：502503568@qq.com。

0引言

锅炉作为一种常用的基础设备存在已近百年，但大多数还是以人为控制为主，由于人为因素限制锅炉的利用率没有达到最高。本设计由检测电路、控制电路及保护电路组成对系统参数实时有效控制，提高设备的使用效率。

1硬件电路设计

按键电路用于设定系统的设定值，可根据具体情况人为手动设置且实时生效。系统启动后开始工作。温度监测采用热电偶MXA6675芯片，冷端补偿电路采用三个串行SPI接口，将转化后的信号传递给单片机＼[1、2＼]。

压力传感器用于监测蒸气压力变化是工程上常用的一种装置，本设计采用的是典型的单结晶硅型压力传感器，使对应于所施加的电压信号正比于压力，通过电子电路的输出被转换成电压信号的桥被放大三线制0～5 V输出，将压力变化转为电信号传递给单片机＼[3＼]。

液位传感器采用CR-60系列电容式，其功能是将测量的液位信号变化转化成单片机识别的电信号。

液晶顯示器采用LCD1602，用于测量后参数的显示。完成初始化后，需输进指令前要在不忙时进行读取屏幕状态，如空闲可接受指令同时将指令发送给显示屏。要做到先输入显示屏地址再显示数据＼[4＼]。

报警电路通常采用接入三极管驱动器驱动蜂鸣器来完成，当三极管截止，单片机输出为高电平，蜂鸣器不报警；三极管导通，单片机输出电平变为低电平，给蜂鸣器一个驱动信号，驱动蜂鸣器报警。蜂鸣器的频率是可控的，改变频率可以实现蜂鸣器的不同响声，以实现不同的报警效果。

整机电路图如下图所示。

2软件设计

初始化各个模块，然后对信号的采集与处理，将采集处理后的信号输入单片机并和预设值对比判断是否超出预设范围＼[5＼]。若超出预设范围，进入报警电路控制继电器自动调节，对锅炉实行控制；若未超过预设值，首先判断键盘是否为按下状态，若键盘按下，则进入相应的程序处理。若返回键为按下状态，则程序执行返回的键盘显示部分，再重新判断。若扫描键盘无按下，则在液晶上循环显示。

3结论

设计的锅炉控制系统可以自动监测调节锅炉内液位、压力和温度值。根据预先设定的工作参数指标，通过单片机系统进行自动合理分析判断当前工作情况，由相关继电器及其执行机构，对锅炉实现自动控制并监控。本系统在锅炉操作中的实际应用，极大程度提高了锅炉的使用效率，具有一定的实用价值。

参考文献：

＼[1＼]毛福硕.热电偶的测量原理及应用＼[J＼].中国科技博览，2012（20）：400.

＼[2＼]许耀飞.工业锅炉控制系统的设计与实现＼[J＼].民营科技，2014（3）：74.

＼[3＼]张都.锅炉控制系统设计问题研究＼[J＼].科技传播，2014（5）：120.

＼[4＼]李精明，赵成豹.一种俄制锅炉水位自动控制系统原理分析＼[J＼].锅炉制造，2011.

＼[5＼]陈长江，李世臣.基于单片机的船舶锅炉燃烧控制系统的设计研究＼[J＼].船电技术，2013（10）：13.endprint