1、炉膛炉膛温度监测系统设计温度监测系统设计 前言前言 在现代的冶炼工厂和发电厂中锅炉设备的运用十分广泛。 如果锅炉的 控制设备简陋， 控制技术落后就会造成燃料的浪费，增加产品生产成 本，产生安全隐患，另外，由于锅炉常年运行，为了保障产品质量， 需要维持炉膛的温度在一定的范围内， 而工作者又不能全天候同时完 成多台锅炉温度的检测。我们设想如果能够设计一种温度监控装置， 它能够实时采集锅炉的温度值， 从而有效地控制炉膛温度并解决上述 问题。 该检测系统以 NUC140 单片机为系统核心，能够实时监测锅炉的温度 并通过 GUI 液晶显示屏显示， 当温度超出一定的范围时， 报警器报警， 提醒控制室工作人
2、员。从机完成数据的采集，主机完成数据的处理， 数据的传送和接收则由主从机上的 MAX485 芯片完成。对于具有不同 温度范围的锅炉， 可以通过更改温度的阈值来实现对温度监测和预警。 在为期两周的实习过程中，我们首先学习的是软件和硬件的知识，从 软件的安装使用到电路图的绘制， 我们踏踏实实的跟在老师后面学习， 认真记录每一步项目的设计步骤。在接到实习课题后，我们首先分析 课题项目应具有的功能， 然后分解为各个功能模块， 设计系统原理图， 经过我们详细讨论反复验证，最终完成系统样板。当然，设计和制作 的过程也离不开老师的悉心指导，在此致以崇高的谢意！ 一、实习目的一、实习目的 1、熟悉 C语言的知
3、识，运用 C 语言编译器（keil 软件）编写出实现 某一功能的程序。熟练使用 altium designer 绘制电路原理图，并根 据原理图设计 PCB 板。 2、熟悉各种元器件的工作原理，学会看芯片说明书，积累常见芯片 的特性和使用原理，为以后的学习工作打下坚实的基础。 3、对于指定的课题能够独立分析其功能，并根据要求的功能提出相 应的设计方案， 培养自身的课题分析实践能力， 积累一定的项目经验。 4、增强我们自学的能力、动手能力、团队协作精神和艰苦奋斗的精 神，在学习理论知识的同时增强自身的综合素质。 二、实习时间：二、实习时间： 三、实习地点三、实习地点： 四、实习单位四、实习单位：
4、五、实习内容五、实习内容： 1 1、分析分析炉膛炉膛温度监测温度监测系统系统的的设计要求设计要求 （1） 系统采集端对测点温度进行采集，并将采集到的温度电压信号 转换为数字信号， 传送给主机。 由于工作现场和控制室有一定的距离， 要求有一定的传输距离。 （2） 主机运用软件设定的功能，将数据进行对比，判断是否给出报 警，并将处理后的数据发送给显示器。 （3）GUI 液晶显示器能够对温度进行实时显示，用户也可根据工作 环境选择设置不同监测点温度上下限。 2 2、炉膛温度监测炉膛温度监测系统结构介绍系统结构介绍 根据系统的设计要求， 将系统分为三个部分， 分为主机、 从机和外设。 主、从机板中设有
5、 NUC140 单片机，电源模块、数据接收模块。从机 专门设有 MAX6675 芯片，该芯片连接有热电偶，热电偶将温度模拟信 号传送给 MAX6675 芯片，由其完成模拟信号向数字信号的转换。 外设 集成在主机板上，主要包括 GUI 液晶显示屏和蜂鸣器，GUI 液晶显示 当前的温度和设定的温度上下限， 并能接受用户的调节需求完成指令 的输入。系统设计框图如图一示: 1.温度检测 2.输出温度 信号 从机从机主机主机外设外设 1.温度检 测 2.输出温 度信号 1.温度检测 2.温度信号 的放大 3.温度数据 的传 送 1.接收温度 信号 2.处理用户 指令 1.显示温度 2.发出报警 信号 R
6、S485通信 温度输出 指令输人 图一图一 系统设计框图系统设计框图 3 3、编写系统编写系统原理图原理图 根据系统设计框图，设置各功能子模块。利用 ALTIUM DESIGNER 设计 系统原理图，并且可以方便的生成 PCB 图。各模块如下图示。 电源模块采用 LM1086 稳压芯片，将电压值稳定在 3.3V 为系统供电。 图二图二 电源模块电源模块 报警模块采用蜂鸣器， 当单片机第四引脚电平拉低后蜂鸣器报警。 MAX485 接口芯片是一种封装有 RS485 协议的芯片，每个器件中都具 有一个驱动器和一个接收器， 可以用于数据的接收和传输。本系统的 处理端和主机模块均含有该芯片， 这两个模块就在 RS485 通信协议下 进行数据传输。 图三图三 报警模块报警模块 图四图四 串口通信模块串口通信模块 液晶模块使用 C/GUI 嵌入式应用的图形支持软件编写液晶显示 和触控指令输入程序。液晶的管脚接线图和显示设计如下。 图五图五 液晶引脚原理图液晶引脚原理图 图六图六 液晶显示界面液晶显示界面 温度采集模块主要芯片是 MAX6675， MAX6675 是温度
