嵌入式电加热蒸汽锅炉控制系统的研究

论文摘要

能源短缺和大气污染已成为当今世界共同面临的两大难题。目前,我国存在很多工业和民用中小型锅炉,其中大部分控制系统自动化程度低,存在燃烧不彻底、排烟氧含量偏高、排烟热损失大等问题,直接造成了锅炉热效率低下和大量能量的浪费,同时也给环境带来很大的污染,所以实现锅炉的自动化控制具有重要的意义。锅炉控制系统是一个典型的多输入多输出系统,仅仅采用传统的控制理论,控制效果不理想。本文以中小型工业锅炉为背景,针对具体锅炉控制模型,设计了一套基于ARM的TPC1062KS蒸汽锅炉主机控制系统。该蒸汽锅炉采用电加热的方式,具有热效率高,无污染；其次,该蒸汽电加热锅炉还需要设计7个均带RS485通信接口的网络仪表,包括1个水压控制仪表、1个水位测控仪、1个测温控制仪、1个气压控制仪、1个流量测控仪、1个电流检测仪、1个电力仪表检测仪表；此外,该控制系统用TPC1062KS作为核心控制器,克服了传统的控制系统在测控功能、人机交互界面、数据处理和网络功能等方面存在不足,以适应现代企业对锅炉控制管理方面的要求。最后,利用嵌入式组态软件MCGS对锅炉的监控界面进行设计。在实际应用中,基于ARM的控制系统对锅炉运行进行实时监控,实现了锅炉安全、稳定、高效燃烧。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 锅炉控制系统的发展状况
• 1.2.1 纯手动控制阶段
• 1.2.2 自动化单元组合仪表控制阶段
• 1.2.3 DCS控制系统
• 1.3 嵌入式电加热蒸汽锅炉控制系统优点
• 1.4 课题研究内容与章节安排
• 第2章 系统总体方案设计
• 2.1 蒸汽锅炉系统分析
• 2.2 控制系统网络设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 温度测控仪的研究
• 3.1 温度测控仪的工作原理
• 3.2 温控设计
• 3.2.1 温度测控仪硬件设计
• 3.2.2 温度模糊控制方案
• 3.2.3 温度测控仪软件设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 标准测控仪的研究
• 4.1 标准测控仪的硬件设计
• 4.1.1 气压和水压传感器
• 4.1.2 蒸汽流量传感器
• 4.1.3 水位测控仪
• 4.2 水位测控仪程序流程
• 4.3 本章小结
• 第5章 电力测控仪和通讯协议的研究
• 5.1 电力测控仪的选用
• 5.2 MODBUS协议
• 5.3 本章小结
• 第6章 嵌入式监控系统研究
• 6.1 嵌入式监控系统概述
• 6.2 控制界面设计
• 6.2.1 锅炉系统控制界面
• 6.2.2 气压显示控制界面
• 6.2.3 液位显示控制界面
• 6.2.4 温度显示控制界面
• 6.2.5 电力检测界面
• 6.2.6 电流检测界面
• 6.2.7 流量检测界面
• 6.3 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果