电锅炉温度控制系统设计软件子系统(附件)
本课题的目的是提高对电锅炉水温温度的控制，整个温度控制系统通过单片机AT89S51来进行控制。在整个硬件电路方面使用DS18B20温度传感器来检测实际的水温，通过LCD1602液晶显示器来显示实时的水温值，需要通过键盘来控制系统模式的运行，通过加热继电器和加水继电器对整个电锅炉进行水温加热和增加水量。在整个软件方面则通过编写C语言程序代码来实现所需要的功能当锅炉内的水量不足时则加水继电器开始工作、当水温不够时则加热继电器开始工作。同时还详细描述了各个子程序，如系统初始化、水位检测、按键控制、水温检测、LCD显示和蜂鸣器报警等。最后通过整个设计说明将单片机运用到电锅炉内可以有效地提高了电锅炉的效能，更好的控制了水温的温度。关键词 单片机，温度传感器，液晶显示器
目录
1 绪论 1
1.1 选题的背景、目的及意义 1
1.2 锅炉温度控制技术的发展状况 2
1.3 研究设想 4
2 系统设计 5
2.1 方案选择 5
2.2 系统结构 6
2.3 器件介绍 7
2.3.1 AT89S51单片机 7
2.3.2 DS18B20温度传感器 7
2.3.3 LCD1602液晶显示器 8
3 软件系统设计 9
3.1 主程序 10
3.2 子程序软件设计 10
3.2.1系统初始化流程图 10
3.2.2水位检测模块流程图 11
3.2.3按键模块流程图 12
3.2.4 水温采集模块流程图 13
3.2.5 LCD显示模块流程图 14
3.2.6温度控制模块流程图 15
3.2.7蜂鸣器报警模块流程图 16
3.3 软件调试中存在的问题以及解决方法 16
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
1 绪论
1.1 选题的背景、目的及意义
伴随着当前社会的不断进步以及科技的不断发展，锅炉的普及越来越广泛，因而在不同的行业中使用锅炉的频率越来越高。锅 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
炉是一种使能量可以相互转换的设备，它将输入的化学能、电能转化为蒸汽、高温水[1]。常常得经过很多的改变和能量的传送才能使得锅炉能够正常工作。但是在现实生活当中，我们要想准确控制温度系统是很艰难和不易的。归根究底是因为在让其能够正常工作的时候，它就是一个非线性时变且多变的繁杂系统,因而在现实生活过程当中要想控制好锅炉的温度就需要谨慎选择出合适的方案，这的确是一件十分重要的事。方案好坏的选择会决定是否能准确的控制整个锅炉的温度。若将温度控制系统运用在锅炉上，并且可以使其能够正常工作运行，那样的话不但可以极大地提高了锅炉工作时的稳定性让其能够稳定的工作，还能够让工作人员的危险性有明显的降低以此避免造成事故发生。鉴于以上的原因，因此我们应该将温度控制系统与锅炉更有效的结合，这将是一件很有意义的事。
对于锅炉而言，当其在正常运转过程当中对于温度的控制都会直接决定到锅炉的生产率高低、性能率好坏,与此同时这将会影响锅炉的安全性以及工作人员的生命安全。如果是太高或者太低的锅炉温度,不但对锅炉和工作人员的安全会有不利，还会影响到锅炉的稳定性。假如在锅炉运行时实际的压力不在规定允许的范围内，这将会导致整个工作系统发生不稳定，从而会影响锅炉的正常使用，如果情况更加恶劣和严重的话还有可能会使锅炉产生损坏造成事故的发生。另外，锅炉如果在不正常工作的情况下还会对生产出来的产品质量造成一部分的影响，使得锅炉的效率大大的降低。虽然到目前为止，很明显我们已经在控制锅炉的温度方面有了显著的进步，但对于整个锅炉温度控制系统依然还是存在着各种各样的棘手问题[2]。鉴于在我们实际生活过程当中，锅炉温度控制系统是一个比较复杂的系统。它具有很多的特点，例如时变性、变量多、滞后大且非线性。许多参数还不确定或者是不准确,因而我们要是想在在实际生活当中准确的建立起模型是非常困难的[3]。但如果我们提高了技术能够精确地控制锅炉温度以后，这将很有很多重要影响，例如提高了锅炉的平稳性、减少危险性以及使锅炉更加环保。
锅炉有很长的发展历史,广泛地运用于各行各业,发展到现如今已经有了很多不同的品种,人类将它们普遍地使用于社会的工业生产领域或者是现实生过当中。纵观全世界，相对于发达国家，我国研究锅炉温度控制系统起步明显落后于其他的国家，但令人震惊的是它发展比较迅猛、进步非常的快，而且有很多产品的技术性也已经达到了许多发达国家的水平[4]。可惜的是尽管如此,对于我国的锅炉温度控制系统而言依然存在着许多不成熟的地方需要我们去加以改进和完善。在国内的绝大多数的锅炉温度控制系统中，整体硬件依然还停留在相对比较落后的地步。而且我们的自动化水平相对比较低,想要通过系统的自动化程序来改变器件的正常工作是达不到的，只能经过手动控制才能改变器件的正常工作。到目前为止国内只有在少数产品中适当的添加了国外先进的技术,所以对于国内的锅炉而言,其效益并不是很高。所以要想达到与国外技术相同的水准，我们国内的研究就必须不断加强研究的力度，深度分析和研究锅炉温度系统的深层次方面[5]。因而,要使国内的锅炉温度控制系统有显著的提高，我们就必须提高锅炉的信息化和自动化使用和节能减排的效率，就需要加强对锅炉温度控制系统的研究。本次课题设计是一个以单片机为核心对温度监视和控制系统，能在一定范围内采集并监控所测量的温度，控制的精度和测量有一定的改善，同时能够实时的监控并对超出测量范围的温度进行报警，整个课题就是为了提高对整个电锅炉的温度控制，提高电锅炉的自动化使用，使电锅炉的使用效率变得更高。
1.2 锅炉温度控制技术的发展状况
温度在工业生产和生活中经常被测量，它是用来表示物体冷热程度的物理量，也是人类最早测量的物理量之一。因而温控控制器的研制和开发一定程度上满足了工业现代化的要求。随着当今社会科技的快速发展，国内越来越多的行业使用锅炉温度控制技术的需求都逐步的不断加大,因此显而易见在各行领域中将温度控制系统应用于于与之相关的器件内的频率也在日渐增多[6]。在实际测量温度中，为了能够更好的满足要求，这就需要我们能够精密的测量所需的温度值。经过不懈的努力，我国已经有成功研制和生产出符合要求的锅炉。因温度测量对现代发展有着重要的影响，为了满足这一要求，更多的生产商投入到这些仪表的研制和生产。经过长时间的开发，已经取得了可嘉的成果。但普遍而已相对于西方工业生产技术比较发达的先进国家，国内整体的锅炉温度控制系统发展水平依然处于较落后的地位。至今为止, 我国的工业技术还处在一个发展较快的速度当中，但在控制锅炉温度的整体技术方面还是达不到外国的先进水平，比不上发达国家。温度控制系统技术在国内的应用一般都是一些较为成熟的产品，而这些产品往往都是采用一些比较大众和常规的方法，例如都会运用PID控制器或者是以“点位”控制来控制这个整个产品为主。以目前的技术，要是想让国内的产品提高效率达到和国外的水平对于目前看来还是很难实现的，因为想要具有如此复杂的温度控制系统还是需要很高的要求。因而对于国内的技术而言，只能与一般的温度控制技术相结合。然而要是想将器件用于那些要适用于高档场合，对于国内目前的智能化控制器和自动控制仪表而言，国内技术根本达到不了外国的发展水平[7]。到目前为止，国外已经生产出了了很多较为成熟的产品，它们可以随意定义其中各个参数，并且能够应用于商业，成为商业化的仪表。然而因为国内对于锅炉温度控制技术的认识还没有达到那么高的层次，技术存在明显的不足，所以就会常常需要工作人员根据多年的工作经验来控制仪器，这其中存在着很多问题，但是根据目前国内的技术来看，我们还是无法研究出一套技术相对比较完善的软件，因而我们还是得不断努力和研究，争取早日研究出一套更加完善的软件技术。
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1 绪论 1
1.1 选题的背景、目的及意义 1
1.2 锅炉温度控制技术的发展状况 2
1.3 研究设想 4
2 系统设计 5
2.1 方案选择 5
2.2 系统结构 6
2.3 器件介绍 7
2.3.1 AT89S51单片机 7
2.3.2 DS18B20温度传感器 7
2.3.3 LCD1602液晶显示器 8
3 软件系统设计 9
3.1 主程序 10
3.2 子程序软件设计 10
3.2.1系统初始化流程图 10
3.2.2水位检测模块流程图 11
3.2.3按键模块流程图 12
3.2.4 水温采集模块流程图 13
3.2.5 LCD显示模块流程图 14
3.2.6温度控制模块流程图 15
3.2.7蜂鸣器报警模块流程图 16
3.3 软件调试中存在的问题以及解决方法 16
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录 21
1 绪论
1.1 选题的背景、目的及意义
伴随着当前社会的不断进步以及科技的不断发展，锅炉的普及越来越广泛，因而在不同的行业中使用锅炉的频率越来越高。锅 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
炉是一种使能量可以相互转换的设备，它将输入的化学能、电能转化为蒸汽、高温水[1]。常常得经过很多的改变和能量的传送才能使得锅炉能够正常工作。但是在现实生活当中，我们要想准确控制温度系统是很艰难和不易的。归根究底是因为在让其能够正常工作的时候，它就是一个非线性时变且多变的繁杂系统,因而在现实生活过程当中要想控制好锅炉的温度就需要谨慎选择出合适的方案，这的确是一件十分重要的事。方案好坏的选择会决定是否能准确的控制整个锅炉的温度。若将温度控制系统运用在锅炉上，并且可以使其能够正常工作运行，那样的话不但可以极大地提高了锅炉工作时的稳定性让其能够稳定的工作，还能够让工作人员的危险性有明显的降低以此避免造成事故发生。鉴于以上的原因，因此我们应该将温度控制系统与锅炉更有效的结合，这将是一件很有意义的事。
对于锅炉而言，当其在正常运转过程当中对于温度的控制都会直接决定到锅炉的生产率高低、性能率好坏,与此同时这将会影响锅炉的安全性以及工作人员的生命安全。如果是太高或者太低的锅炉温度,不但对锅炉和工作人员的安全会有不利，还会影响到锅炉的稳定性。假如在锅炉运行时实际的压力不在规定允许的范围内，这将会导致整个工作系统发生不稳定，从而会影响锅炉的正常使用，如果情况更加恶劣和严重的话还有可能会使锅炉产生损坏造成事故的发生。另外，锅炉如果在不正常工作的情况下还会对生产出来的产品质量造成一部分的影响，使得锅炉的效率大大的降低。虽然到目前为止，很明显我们已经在控制锅炉的温度方面有了显著的进步，但对于整个锅炉温度控制系统依然还是存在着各种各样的棘手问题[2]。鉴于在我们实际生活过程当中，锅炉温度控制系统是一个比较复杂的系统。它具有很多的特点，例如时变性、变量多、滞后大且非线性。许多参数还不确定或者是不准确,因而我们要是想在在实际生活当中准确的建立起模型是非常困难的[3]。但如果我们提高了技术能够精确地控制锅炉温度以后，这将很有很多重要影响，例如提高了锅炉的平稳性、减少危险性以及使锅炉更加环保。
锅炉有很长的发展历史,广泛地运用于各行各业,发展到现如今已经有了很多不同的品种,人类将它们普遍地使用于社会的工业生产领域或者是现实生过当中。纵观全世界，相对于发达国家，我国研究锅炉温度控制系统起步明显落后于其他的国家，但令人震惊的是它发展比较迅猛、进步非常的快，而且有很多产品的技术性也已经达到了许多发达国家的水平[4]。可惜的是尽管如此,对于我国的锅炉温度控制系统而言依然存在着许多不成熟的地方需要我们去加以改进和完善。在国内的绝大多数的锅炉温度控制系统中，整体硬件依然还停留在相对比较落后的地步。而且我们的自动化水平相对比较低,想要通过系统的自动化程序来改变器件的正常工作是达不到的，只能经过手动控制才能改变器件的正常工作。到目前为止国内只有在少数产品中适当的添加了国外先进的技术,所以对于国内的锅炉而言,其效益并不是很高。所以要想达到与国外技术相同的水准，我们国内的研究就必须不断加强研究的力度，深度分析和研究锅炉温度系统的深层次方面[5]。因而,要使国内的锅炉温度控制系统有显著的提高，我们就必须提高锅炉的信息化和自动化使用和节能减排的效率，就需要加强对锅炉温度控制系统的研究。本次课题设计是一个以单片机为核心对温度监视和控制系统，能在一定范围内采集并监控所测量的温度，控制的精度和测量有一定的改善，同时能够实时的监控并对超出测量范围的温度进行报警，整个课题就是为了提高对整个电锅炉的温度控制，提高电锅炉的自动化使用，使电锅炉的使用效率变得更高。
1.2 锅炉温度控制技术的发展状况
温度在工业生产和生活中经常被测量，它是用来表示物体冷热程度的物理量，也是人类最早测量的物理量之一。因而温控控制器的研制和开发一定程度上满足了工业现代化的要求。随着当今社会科技的快速发展，国内越来越多的行业使用锅炉温度控制技术的需求都逐步的不断加大,因此显而易见在各行领域中将温度控制系统应用于于与之相关的器件内的频率也在日渐增多[6]。在实际测量温度中，为了能够更好的满足要求，这就需要我们能够精密的测量所需的温度值。经过不懈的努力，我国已经有成功研制和生产出符合要求的锅炉。因温度测量对现代发展有着重要的影响，为了满足这一要求，更多的生产商投入到这些仪表的研制和生产。经过长时间的开发，已经取得了可嘉的成果。但普遍而已相对于西方工业生产技术比较发达的先进国家，国内整体的锅炉温度控制系统发展水平依然处于较落后的地位。至今为止, 我国的工业技术还处在一个发展较快的速度当中，但在控制锅炉温度的整体技术方面还是达不到外国的先进水平，比不上发达国家。温度控制系统技术在国内的应用一般都是一些较为成熟的产品，而这些产品往往都是采用一些比较大众和常规的方法，例如都会运用PID控制器或者是以“点位”控制来控制这个整个产品为主。以目前的技术，要是想让国内的产品提高效率达到和国外的水平对于目前看来还是很难实现的，因为想要具有如此复杂的温度控制系统还是需要很高的要求。因而对于国内的技术而言，只能与一般的温度控制技术相结合。然而要是想将器件用于那些要适用于高档场合，对于国内目前的智能化控制器和自动控制仪表而言，国内技术根本达到不了外国的发展水平[7]。到目前为止，国外已经生产出了了很多较为成熟的产品，它们可以随意定义其中各个参数，并且能够应用于商业，成为商业化的仪表。然而因为国内对于锅炉温度控制技术的认识还没有达到那么高的层次，技术存在明显的不足，所以就会常常需要工作人员根据多年的工作经验来控制仪器，这其中存在着很多问题，但是根据目前国内的技术来看，我们还是无法研究出一套技术相对比较完善的软件，因而我们还是得不断努力和研究，争取早日研究出一套更加完善的软件技术。
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