燃气锅炉燃烧控制器应用设计

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燃气锅炉作为一种高效的能量转换设备，已经在工业和生活中大量使用，而且它势必要取代燃煤锅炉。这不仅因为燃气锅炉的性能优越，更关键的是它的环保性极佳。早期燃煤锅炉在锅炉行业中比重很高，用环境换取了经济效益，也对环境造成了严重的创伤。近年来，国家的发展举世瞩目，但环境问题日益凸显，因此国家不断出台政策来弥补，其中“煤改气”计划在各大城市逐步展开，它是将使用优质环保的燃气锅炉代替低效污染的燃煤锅炉。
　　而本文就是以燃气锅炉为载体，对其控制系统进行一个较为整体的设计。
　　首先，本文研究了燃气锅炉的运行机理。燃气锅炉就是将天然气与空气进行一定比例的混合燃烧，发生化学反应获得热能，锅炉中的水通过管道吸收热能达到一定的温度后，通过管网送至用户的过程。其中，天然气和空气的混合比例就是空燃比。本文设计的目的就是要确保空燃比恒定，以求环保、节能、高效。为此要选取一种合适的算法作为其控制的核心。
　　然后，在运行机理的基础上，对控制系统的结构做了详细的分析，并设计了一个二输入二输出的系统结构。分别以出水温度和烟道含氧量为控制对象，以空燃比为二者的纽带，搭建了MATLAB/SIMULINK仿真模型，把工业广泛使用的常规PID算法和智能的模糊自整定PID算法分别作为其控制算法，进行了比较分析。分析指出模糊自整定PID算法无论在超调、调节时间还是稳态误差、抗干扰性都比常规PID有明显优势。
　　其次，本文借助三星S3C2440微处理器为核心的TQ2440开发板，设计了燃气锅炉燃烧控制器及外围电路。除了最小系统、电源电路、复位电路等不可缺少的是由开发板提供外，数字量采集电路、A/D调理电路、D/A转换电路、继电器驱动电路、LCD接口电路、按键电路、LED电路等均为本文设计，再利用Altium Designer10完成了其原理图和PCB的设计。
　　最后，紧跟智能化潮流，在本文软件设计中移植了实时多任务操作系统uC/OS-Ⅱ和图形用户界面uC/GUI。实时多任务操作系统uC/OS-Ⅱ的移植不仅提高了控制系统的可靠性，并且将控制系统划分有优先级的任务，使得程序编程更有条理，便于后期维护和移植。图形用户界面uC/GUI的移植简化了LCD底层图形驱动的编写，直接调用uC/GUI的丰富的函数库即可绘制出精美的操作界面，大大提升了效率。

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作者
段振戈;
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作者单位

天津理工大学;

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授予单位天津理工大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名赵钢;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类燃气锅炉;
关键词
燃气锅炉; 控制系统; 整体设计; 运行机理;

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