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1、本科毕业设计开题报告题 目：基于单片机的除氧器液位控制系统 题 目 基于单片机的除氧器液位控制系统 来源 工程实际1、研究目的和意义随着电力增长的需要，以及能源环保的要求，我国的火电建设开始向大容量，高参数的大型机组靠拢。但是，火电机组越大，其设备结构就越复杂，自动化程度要求越高。除氧器是锅炉及供热系统关键设备之一，每年因氧腐蚀而对锅炉给水管道、省煤器和其它附属设备的腐蚀造成的严重损失。在锅炉给水处理过程中，除氧是非常关键的环节.氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅炉内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成传热
2、不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，造成阻力系数增大，管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。随 着 社 会 生 产 发 展 的 需 要 ， 锅 炉 参 数 的 提 高 和 容 量 的 增 大 ， 锅 炉 的 用 水 量 也 将 进 一 步增 大 ， 这 将 进 一 步 加 大 除 氧 器 除 氧 控 制 的 难 度 ， 所 以 人 们 对 它 提 出 了 更 高 要 求 。 有 些 企 业锅 炉 的 给 水 系 统 设 计 不 合 理 ， 运 行 水 位 调 节 不 方 便 ， 为 保 证 锅 炉 补 给 水 ， 要 求 锅 炉 运 行 人 员根 据 负 荷 变 化 及 时 调 节
3、进 水 阀 门 。 这 就 在 很 大 程 度 上 给 工 厂 的 自 动 化 和 无 人 化 造 成 了 困 难 。于 是 这 里 采 用 了 用 单 片 机 对 除 氧 器 的 液 位 进 行 控 制 ， 以 保 证 除 氧 器 内 液 面 稳 定 ， 极 大 的 减小 了 人 工 劳 动 的 繁 琐 。2、国内外发展情况(文献综述)目 前 ， 火 力 发 电 仍 在 电 源 构 成 中 占 最 大 的 必 中 ， 在 发 电 设 备 中 居 主 导 地 位 。 很 多 供 热 企业 或 是 有 用 水 要 求 的 企 业 都 有 锅 炉 供 热 系 统 。 高 自 动 化 ， 高 效 益
4、 是 目 前 各 个 企 业 的 改 造 和发 展 方 向 ， 所 以 对 企 业 设 备 的 折 损 要 有 较 高 的 要 求 ， 以 保 证 企 业 生 产 的 可 靠 性 和 稳 定 性 ，也 减 少 了 运 营 成 本 。 所 以 这 必 然 要 求 企 业 安 全 运 行 和 减 少 停 炉 修 理 ， 这 就 要 求 了 一 个 良 好的 运 行 环 境 和 自 动 控 制 系 统 。 近 年 ， 通 过 对 许 多 老 厂 的 改 造 ， 使 得 水 处 理 系 统 上 了 一 个 新 的 层 次 。 但 是 这 还 远 远 不 够 ，目 前 我 国 拥 有 的 锅 炉 设 备
5、 近 五 十 万 台 ， 其 中 进 行 水 处 理 系 统 升 级 仅 仅 是 一 小 部 分 的 热 电 厂 等国 有 大 型 企 业 。 以 往 的 水 处 理 系 统 都 不 能 很 好 的 达 到 国 家 标 准 ， 而 且 不 能 很 好 的 适 应 企 业 自动 化 ， 无 人 化 的 理 念 ， 所 以 对 给 水 除 氧 器 的 水 位 控 制 系 统 的 研 究 就 迫 在 眉 睫 了 。3、研究/设计的目标：（1） 除氧器液位测量范围：01400mm。（2） 除氧器压力测量范围：0100Kpa。（3） 除氧器液位控制点：1200mm。（4） 液位高报警点：1300mm。（
6、6） 电源： 220VAC。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：我们通过对除氧器水位的采样测定值与除氧器水位设定值来进行比对，得到的信号通过PID整定，再和给水的水量相加和，此时的输出信号是除氧器内实际的进水量，即是除氧器内实际应有的水位参数。再通过单片机对调节阀的控制，形成一个单闭环控制。单片机同时测量除氧器的压力，保证除氧器内部的压力在一个范围内。该系统将实现除氧器液位控制在1200mm左右。控制精度取决于传感器精度和PID的整定环节的精度。除氧器水位设定值P I D补偿P I D调节阀调水位除氧器水位值压力值测定执行处理单元在本控制过程中，关键的问题是过程参
7、数PID （P:比例系数I:积分系数、D:微分系数）的整定。由于除氧器运行过程中，处理水的流量取决于内水位和给水流量。为了保证系统的相对稳定运行，不出现大的波动，对生产造成影响，在调试过程中，应多次反复调整PID参数，直至出现最佳控制过程。8 9 S 5 1 单片机水位信号给水流量信号压力测定信号信号处理控制信号转换装置调节阀除氧器水位键盘显示上位机5、方案的可行性分析：本方案采用的单片机控制技术以其在节能和减少人工成本的优越性和自动控制性能可以解决除氧器的水位、水压控制系统以前存在的问题。考虑选用单片机与 PID 整定环节为核心的采样数据处理来得到较好的控制效果。在软件设计上，单片机编程简单
8、易懂。从经济成本上考虑，单片机的价格非常低，相比于 PLC 控制来说成本大幅度减少。在现场，单片机程序简单易懂，有益于现场人员根据实际情况在上位机调整系统参数，同样有利于售后服务人员掌握。在实用性方面，由于加入了显示模块，系统各种参数一目了然，省去了很多操作的繁杂。6、设计产品的主要用途和应用领域：根 据 现 阶 段 我 国 的 锅 炉 产 业 发 展 状 况 ， 工 业 锅 炉 以 及 电 站 锅 炉 必 将 越 来 越 多 。 防 止 玷 污 ，腐 蚀 与 磨 损 问 题 仍 是 锅 炉 设 计 制 造 面 临 的 中 心 问 题 。 所以除氧器的自动控制必将成为重中之重。基于单片机的除氧
9、器液位自动控制系统能够在允许的范围内，实现精度高，稳态误差小，超调量小的高精度控制。其低廉的成本以及维护简单等特点使 得 它 在 和 同 类 产 品 的 竞 争 上 占 有 很大 的 优 势 。7、时间进程5 周 开题答辩、准备正式进入设计阶段；68 周 集中完成任务书、进行系统的方案设计；912 周 开始做硬件图以及流程图；1314 周 完成论文初稿；15 周 论文修改定稿；1618 周 完成毕业说明书及其它相关资料；8、参考文献：1 龚咏梅. 300MW机组除氧器水位控制系统 .华电技术，2010年7月2 李广弟等.单片机基础修订版.北京：北京航天航空大学出版社.2001年7月第二版3 张
10、积东.单片机的开发与应用M. 北京电子工业出版社，19944 汤毅坚. 计算机局域网.北京 :人民邮电出版社， 19895 阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社，1998：67-1026 林敏, 薛红. 计算机控制技术与系统 M . 北京: 中国轻工业出版社, 1999.7 邱关源.电路. 北京工业出版社，1999：77-1048 刘笃仁.韩保君传感器原理及应用技术.西安电子科技大学出版社，2003：50-709 赵继文.传感器与电路设计.科学技术出版社，1998：60-9010 郝芸.传感器原理与应用.电子工业出版社，2002：33-7811 张永瑞.电子测量技术基础.西安电子科技大学，1
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