本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告題目小型鍋爐防爆測控系統(tǒng)的設(shè)計姓名秦倩學號20110311110指導(dǎo)教師張攀峰班級信工111所在院系職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表課題名稱小型鍋爐防爆測控系統(tǒng)的設(shè)計課題來源生產(chǎn)實際課題類型工程設(shè)計類指導(dǎo)教師張攀峰學生姓名秦倩學號20110311110專業(yè)電子信息工程課題的意義以及國內(nèi)外發(fā)展狀況課題意義鍋爐是特種壓力容器設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)和居民生活廣泛應(yīng)用的供熱裝置。目前大多數(shù)鍋爐仍處于能耗高，浪費大，對環(huán)境污染比較嚴重的生產(chǎn)狀態(tài)，因此，利用單片機技術(shù)提高鍋爐自動化水平，對節(jié)能環(huán)保諸方面意義重大。符合高新技術(shù)的發(fā)展潮流，是用低成本自動化技術(shù)武裝傳統(tǒng)設(shè)備的一項具有深遠意義的工作。利用單片機技術(shù)對鍋爐進行自動系統(tǒng)改造，鍋爐的自動化水平和熱量利用率大大提高，控制更加精確安全。由于生活鍋爐、工廠小鍋爐的爐壁耐壓不高，當鍋爐水位過低或者爐內(nèi)氣壓過高時，如果報警失靈，很容易造成爆炸。本系統(tǒng)以單片機為核心，利用傳感器分別對鍋爐的水位、溫度、氣壓等進行監(jiān)測和顯示。當各信號異常發(fā)生爆炸前，系統(tǒng)通過電磁閥、繼電器等多種處理方式進行加水動作或者關(guān)閉加熱電源，確保鍋爐的安全；同時，為了提高系統(tǒng)的易用性和人性化功能，充分利用各種聲、光進行提示報警。通過本次設(shè)計，培養(yǎng)學生利用所學知識解決實際問題的能力，掌握單片機系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件設(shè)計，從而使學生將學到的理論知識應(yīng)用于實踐中，為將來走向社會奠定良好的基礎(chǔ)。國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀我國鍋爐市場國際化競爭日趨激烈，目前為止，已爭取得中國進口鍋爐安全質(zhì)量許可證書的境外企業(yè)已達173家，其中有美國，英國，日本，韓國，意大利，德國等。另外中國已建立了14家合資或獨資企業(yè)，大多生產(chǎn)油氣鍋爐，如上海三浦、杭州富爾頓、安陽方正、三北拉法克、北京慶東等等。同時進口鍋爐越來越多，占據(jù)了相當?shù)氖袌龇蓊~。面對這種新的形勢，對整個市場而言競爭會日益慘烈，企業(yè)壓力會越來越大。為了適應(yīng)我國工業(yè)鍋爐以燃煤為主的特定條件，我國的工業(yè)鍋爐企業(yè)應(yīng)加大技術(shù)開發(fā)的力度，開發(fā)出低污染、高能效、安全可靠的燃煤鍋爐。我國在潔凈煤燃燒的研究和開發(fā)上已經(jīng)取得了一些成果，如型煤燃燒鍋爐、水煤漿鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐等等的研究和開發(fā)，但是距產(chǎn)業(yè)化還有相當?shù)木嚯x，需要繼續(xù)加大科研的投入，使這些先進的燃燒技術(shù)在工業(yè)鍋爐行業(yè)盡快的商業(yè)化。企業(yè)重組改造。國外工業(yè)鍋爐企業(yè)比較少，但整體技術(shù)水平高，規(guī)模也很大，生產(chǎn)實力雄厚，而我國的大多企業(yè)為中小型企業(yè)，規(guī)模小、實力薄弱，有的并不具備獨立開發(fā)的能力，所以要加強對現(xiàn)有鍋爐生產(chǎn)研究機構(gòu)的改造建設(shè)，提供技術(shù)動力支持。在國內(nèi)鍋爐的研究領(lǐng)域中，工業(yè)鍋爐大多采用PLC控制，PLC控制成本很高，而且控制和通訊能力，反應(yīng)的靈敏性方面不如單片機。就目前現(xiàn)狀單片機控制多采用8051單片機，該單片機往往需要擴展大量的外部存儲器，并行I/O口等，導(dǎo)致在軟件編程中問題復(fù)雜，提高了不穩(wěn)定性，新型單片機的發(fā)展很快，各方面的功能與以前相比都得到了加強，因而采用新型單片機已是控制方面的一種趨勢。我國是一個煤炭生產(chǎn)大國，長期以來我國實行以煤為主的能源政策。受到我國特殊燃料的影響，我國的工業(yè)鍋爐的燃料以煤為主，工業(yè)鍋爐每年消耗全國原煤產(chǎn)量的約三分之一。最近十幾年來，由于受到國家環(huán)保政策的影響及我國大型的油氣田的開發(fā)，我國的能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化。工業(yè)鍋爐產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了變化，燃油燃氣鍋爐所占比例則由1991年的不足6增至2011年15以上；電熱鍋爐的開始出現(xiàn)，甚至，還有少量的然生物質(zhì)的燃燒料得鍋爐投入使用；而燃煤鍋爐按容量所占比例開始降低，由于1991年的90降至2011的81。但我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。而且，煤炭因其儲量大和價格相對穩(wěn)定，在本世紀前50年內(nèi)，煤炭在我國一次能源構(gòu)成中仍占有主導(dǎo)地位，因此，燃煤鍋爐仍將是工業(yè)鍋爐的主導(dǎo)產(chǎn)品。在過去的五十多年，我國工業(yè)鍋爐的技術(shù)水平的發(fā)展取得了長足的進步。特別是最近發(fā)展起來的燃油燃氣鍋爐，由于一開始，鍋爐的燃燒設(shè)備就是基本上時從外國進口，在鍋爐控制方面也借鑒了國外的先進的技術(shù)，鍋爐達到了全國自動控制。因此，燃油燃氣鍋爐與國外同類產(chǎn)品相比，差距不是很大。然而，燃煤鍋爐方面，我們與國外還存在較大的差距。國外的燃燒設(shè)備大量采用精密澆鑄件和金加工件，整個燃燒設(shè)備設(shè)計、制造的非常精密，幾乎沒有漏風。如在項目中，從南非公司引進的一臺鏈條爐排頭部位沒有外罩的情況下運行完全沒有漏風，上海四方鍋爐廠引進的丹麥公司的鏈條爐排也是如此。本課題的研究內(nèi)容、方法、手段及預(yù)期成果研究內(nèi)容本系統(tǒng)是由信號采集裝置，微控制單元，外圍機電設(shè)備等組成，利用傳感器采集鍋爐的高低壓、高低水位、及溫度信號，將這些信號傳送到核心控制單元單片機進行判斷，以控制外圍相應(yīng)設(shè)備。1、硬件設(shè)計（1）傳感器的確定選用相應(yīng)的傳感器對水位，溫度，壓力進行檢測，并根據(jù)傳感器特點設(shè)計相應(yīng)的信號調(diào)理電路。（2）執(zhí)行機構(gòu)各參數(shù)通過單片機后，將信息傳遞給繼電器，繼電器對水泵，加熱等進行執(zhí)行控制，并根據(jù)信號的強弱設(shè)計相應(yīng)的電路調(diào)理信號。（3）鍵盤設(shè)置鍵盤直接與單片機接口相連，通過人工操作對參數(shù)、原始上下限的進行設(shè)置。（4）顯示系統(tǒng)顯示水位、溫度、壓力的檢測參數(shù)，查看各參數(shù)的設(shè)定標準。（5）報警系統(tǒng)為了使現(xiàn)場能夠及時的監(jiān)視鍋爐的生產(chǎn)情況，系統(tǒng)采用了軟件報警程序，即將被測參數(shù)與規(guī)定的上下值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果進行處理。要求各系統(tǒng)參數(shù)全部正常時，綠燈亮，若某一個參數(shù)不正常，將發(fā)出聲光報警。本設(shè)計有兩種報警模式，一種是報警蜂鳴一定時間后自動停止，用于工作狀態(tài)時出現(xiàn)的不正常報警狀態(tài)，此時鍋爐處于自動調(diào)節(jié)范圍，經(jīng)自動調(diào)節(jié)可恢復(fù)正常工作。一種是閃光緊急報警，需操作人員手動消音，用于鍋爐處于緊急狀況，必須操作人員緊急處理的狀況。（6）為了防止程序死循環(huán)，采用時間監(jiān)控器利用計時器靠系統(tǒng)時鐘計數(shù)，當計數(shù)器滿時，將由計數(shù)器產(chǎn)生復(fù)位信號，強迫系統(tǒng)復(fù)位，使系統(tǒng)從新執(zhí)行程序，在正常情況下，每隔一段時間，程序計數(shù)器清零。如果程序陷入死循環(huán)，計數(shù)器記滿而生產(chǎn)溢出信號，是系統(tǒng)故障，程序重新開啟。2、軟件設(shè)計研究方法和手段1、硬件電路2、軟件程序單片機MCS51A/D轉(zhuǎn)換溫度傳感器壓力傳感器水位器顯示電路報警電路繼電器加熱加水鍵盤開始程序初始化設(shè)置參數(shù)傳感器采集信號是否超限正常工作結(jié)束聲光報警啟用相關(guān)執(zhí)行機構(gòu)是否期望成果完成硬件電路設(shè)計，編輯相應(yīng)的軟件，用PROTEUS進行仿真。任務(wù)完成的階段安排及時間安排周次設(shè)計（論文）任務(wù)及要求13下達設(shè)計任務(wù)、查找相關(guān)論文10篇以上、畢業(yè)實習4編寫開題報告，進行答辯59硬件電路設(shè)計1012軟件設(shè)計1314總體完善15編寫設(shè)計說明書，進行預(yù)答辯16準備答辯參考文獻1何立民編著單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M北京北京航空航天大學出版社19982胡漢才編著單片機原理及其接口技術(shù)M北京清華大學出版社19963張毅剛，彭喜源，譚曉均編著MCS51單片機原理應(yīng)用設(shè)計M哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學出版社19774李朝青單片機原理及其接口技術(shù)M北京北京航空航天大學出版社19985樓然苗51系列單片機設(shè)計實例M北京北京航天航空出版社200336MOONUCLEEKYTEMPERATURECONTROLOFGLASSMELTINGFURNACEWITHFUZZYLOGICANDCONVENTIONALPICONTROLAPROCEEDINGSOFTHEAMERICANCONTROLCONFERENCE4JUN28JUN302000CPISCATAWAVNJIEEE2000272027247劉波，王懷瑞，王娜LED顯示譯碼驅(qū)動電路技術(shù)研究J河北省科學院學報，2006,23（2）5254