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1、安徽理工大学毕业设计I氨冷器被冷却介质出口温度-液位超驰控制系统的设计摘要氨冷器主要的作用是为了使醋酸铜氨液再生以便循环使用。为了达到生产过程对控制系统的要求，在简单温度控制系统基础上叠加一个液位超驰系统，即温度-液位超驰控制系统。该控制系统中需要用到温度及液位调节器，传统的调节器采用 DDZ-型电动组合仪表，而随着单片机在控制领 域广泛应用, 利用计算机软件实现控制算法, 具有更大的灵活性、可靠性和更好的控制效果本文主要以 AT89C51 单片机为核心，结合传感器技术来实现超驰控制系统的智能化设计，主要研究其基本工作原理，硬件电路设计以及软件设计，其中硬件部分包括核心控制模块 AT89C51
2、 单片机及其外围电路的设计；软件部分包括系统程序控制流程图以及主程序及各功能模块程序的结构设计等内容。关键词：超驰控制系统，关键词：超驰控制系统，A/D 转化器，转化器， 89C51 单片机，单片机，LCD 显示，显示， PID 算法算法安徽理工大学毕业设计iTHE INTELLIGENT DESIGN OF AMMONIA COOLER OVERRIDE CONTROL SYSTEM BYTHE COOLING MEDIUM OUTLET TEMPERATURE-FLUID POSITIONABSTRACT Ammonial main role is to make renewable li
3、quid ammonia copper acetate for recycling. In order to achieve the production control system requirements, superposition a solution on the basis of simple temperature control system for super relaxation system, that is, temperature - level override control system. The need to control system of tempe
4、rature and Liquid Level regulator regulator DDZ- type electric combination of traditional instruments, but with the wide application of Single Chip Computer in control field. This paper mainly AT89C51 microcontroller as the core, to override the intelligent design of control system with sensor techn
5、ology, mainly studies the basic working principle, hardware circuit and software design, the hardware part includes the design module of AT89C51 MCU and its peripheral circuit of the core control; the software part includes the system flow chart and the structure design of the main program and each
6、the function module of the program control program etc.KEYWORDS: override control system, A/D converter, 89C51 MCU, LCD display, PID algorithm安徽理工大学毕业设计ii目录摘要(中文) .I摘要(外文) .I1 绪论 .11.1 研究背景及意义.11.1.1 研究意义 .11.2 主要研究内容.22 系统总体设计方案 .32.1 系统工作原理.32.2 总体设计方案.32.2.1 温度采集方案的选择.32.2.2 显示电路方案的选择.32.2.3 声光报警
7、电路方案的选择.42.2.4 系统总体设计.43 系统的硬件电路设计 .53.1 核心控制模块的设计.53.1.1 AT89C51 单片机简介 .53.1.2 AT89C51 单片机最小系统 .73.2 AD 和 DA 转换器 .83.2.1 ADC0809 芯片 .93.2.2 DAC0832 芯片.123.3 执行模块的设计.153.4 显示模块的设计.163.5 报警模块的设计.183.6 电源模块的设计.184 系统的软件设计 .194.1 主程序的设计.194.1.1 T1 中断模块 .204.2 IPD 算法的设计 .204.3 各功能模块子程序的设计.22安徽理工大学毕业设计ii
8、i4.3.1 A/D 转换子程序 .234.3.2 显示程序.244.3.3 键盘子程序 .24参考文献 .27附录 1 程序清单 .28致谢 .35安徽理工大学毕业设计11 绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究意义如今，随着工业的发展和能源供求的紧张，工程技术人员对于这些过去废弃不用的余热加以重视，利用它来产生压力蒸汽，以此作为供热，供气，供电和动力的辅助能源，借以提高热能的总利用率，降低燃料消耗指标，降低电耗，借以获取经济效益，因此设计一个优良的蒸汽热能回收换热器有着十分重大的意义。通过本次毕业设计对掌握电路设计和 89C51 程序设计的思路与方法，掌握氨冷器控制系统的意义与运用，结
9、合单片机与传感器技术对温度及液位进行检测和控制以使系统的响应速度加快，超调量减少，过渡过程时间缩短，振荡次数减少控制，生产安全成为本系统研究的主要目的和意义1.1.2 氨冷器温度-液位超驰控制系统概述在合成氨生产过程中，采用醋酸铜氨液吸收变化气体中的一氧化碳和二氧化碳，吸收是一个放热反应，吸收一氧化碳与二氧化碳的醋酸铜氨液温度高达 80以上，为了使醋酸铜氨液再生以便循环使用。其关键性的一个步骤就是将饱和的醋酸铜氨液冷却到 810，其冷却过程主要是借助于氨冷器来实现的，氨冷器是依靠液氨汽化吸收醋酸铜氨液的热量，使铜氨液的温度下降这一原理进行的，液氨在氨冷器中汽化需要一定的时间，氨冷器在某一个液位
10、高度上汽化面积为最大，因此，当液氨高度超过最大的汽化面积高度后，液位越高汽化面积越小，调节过程会出现反常现象，这是氨冷器调节的一个重要特点。为了达到生产过程对控制系统的要求，在简单温度控制系统的基础上叠加上一个液位超驰调节系统。如图 1-1 所示。图图 1-1 氨冷器温度氨冷器温度-液位超驰控制系统液位超驰控制系统正常工况下，如果温度升高，温度控制器输出控制液氨流量。增加液氨量，经液氨的蒸发，使出口温度下降。如果液位上升到软限液位设定仍不能降低温度，由液位控氨氨气气安徽理工大学毕业设计2制器取代温度控制器，根据液位控制进氨量，保护了后续设备，一旦温度下降，温度控制器输出与液位控制器输出相等，并继续下降时，温度控制器就自动取代液位控制器，工艺操作恢复到正常工况。在该控制系统中，调节器既可安装在液氨管线上，也可安装在氨气管线上，调节阀安装在氨气管线上对象迟后较小，反应比较灵敏，但缺点是需要用一个较大管径耐高压的气体阀门，这种阀门成本比较高，而且受氨气的腐蚀比液氨严重得多，所以调节阀一般是安装在液氨管线上。无论在正常工况下，还是在异常工况下，总是有调节器处于开环待命状态。对于处于开环的调节器，其偏差长时间存在，如果有积分控制作用，其输出将进入深度饱和状态。一旦选择器
