摘要
锅炉属于工业制程和供暖系统里的重要能量转换设备，其温度调节情况关乎到运行效率，安全保证以及能耗控制等诸多方面。传统的锅炉一般都采用人工调节的方式进行温度控制，动态响应能力、工作平稳性及安全性等方面存在明显的不足，不能满足现代社会工业对于高效、高精度自动化控制的要求。单片机技术不断发展，以嵌入式系统为基础的智能化温控方案开始出现，而且对于中小容量锅炉技术更新具有较大的意义。该方案把先进的传感器检测同精确的算法分析融合起来，不但可以明显加强锅炉运行的稳定性和节能，而且大幅度缩减人力开支，而且明显改善了生产环境的安全性以及社会的可持续发展水平。
本文主要针对STC89C52RC单片机，提出一套锅炉温度自动控制系统设计方案。本方案以软硬件协同设计为基础，对系统的性能做了全面的改进，还对系统的功能做了详细的实施。整体结构按照模块化设计思想，把数据采集分析、温度压力动态调节、人机交互界面设计、异常检测、安全防护等各个单元有机地结合在一起，形成了一个闭环的控制系统。在软件上用面向对象的思想建立算法模型，在硬件上选择性能高、成本低的标准化元件来提高系统可靠性以及准确性，同时控制项目的投资费用。从实验结果可知，该方案可以达到比较高的温度控制精度和稳定性要求，在中小规模的工业应用中具有较好的应用前景和技术推广潜力，可以给相关技术的创新和发展提供重要的参考依据。
关键词：中小型企业锅炉；温度控制；自动控制系统，系统设计，单片机
目录
第1章 绪论 5
1.1 课题的目的及意义 5
1.2 课题研究现状 5
1.2.1 国外研究现状 5
1.2.2 国内研究现状 6
1.3 课题主要研究内容 8
第2章 系统总体方案设计 10
2.1 设计需求分析 10
2.2 温度控制方案设计 11
2.2.1 常用温度控制方案及特点分析 11
2.2.2 PID控制温度的工作原理 11
2.3 压力控制方案设计 12
2.4 系统总体方案可行性分析 13
2.4.1 硬件可行性分析 13
2.4.2 软件可行性分析 13
2.4.3 功能可行性分析 14
2.4.4 经济可行性分析 14
2.5 本章小结 14
第3章 硬件系统设计 15
3.1 硬件系统设计原则 15
3.2 硬件系统总体结构 15
3.3 核心硬件模块选型 16
3.3.1 主控模块 16
3.3.2 压力传感器 16
3.3.3 温度传感器 17
3.3.4 加热器和泄压阀 17
3.3.5 显示模块 19
3.4 系统硬件电路设计 20
3.4.1 电源供电电路 20
3.4.2 STC89C52单片机最小系统 21
3.4.3 PID控温电路 22
3.4.4 加热器及泄气阀电路 23
3.5 本章小结 25
第4章 软件系统设计 26
4.1 软件开发环境与编程语言 26
4.2 主程序控制流程设计 26
4.2.1 主程序整体架构 26
4.2.2 初始化模块设计 27
4.2.3 循环流程设计 28
4.2.4 定时器0中断服务函数设计 28
4.3 功能模块子程序设计 30
4.3.1 LCD1602显示子程序 30
4.3.2 DS18B20温度采集子程序 31
4.3.3 ADC0832压力采集子程序 32
4.3.4 PID温度控制子程序 33
4.3.5 按键参数设置子程序 34
4.3.6 声光报警与泄压阀控制子程序 34
4.3.7 PWM加热器驱动子程序 34
4.4 本章小结 34
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37
说明书
Proteus仿真
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