0 引 言

随着科技不断发展，生活水平逐步提高，人类生活对热量需求也逐步加大，从而导致蒸汽锅炉的容量也要不断扩大，因此为了保证工作人员人身安全和机器设备运作安全，对锅炉控制系统要求也更加严格[1-2]。当锅炉中的液位过低或过高时，可能使锅炉出现烧干或爆炸，会发生危险。锅炉液位传统控制方法存在集中控制技术差、设备自动化程度低、操作工人劳动强度大等缺点。随着自动控制技术迅速发展，锅炉液位的控制系统已经可以利用单片机实现自动控制，同时单片机的价格便宜，操作易于实现，而且对锅炉液位控制要求精度也较高[3-5]。通过单片机实现锅炉液位系统自动控制与调节，将保证锅炉随时对居民正常供气供水，也保证锅炉即安全又经济运行。

1 设计目标

笔者主要从硬件与软件两方面对锅炉液位控制系统进行设计。硬件部分主要以单片机、压力传感器、模数转换器、液晶显示器以及蜂鸣器报警等硬件为主，软件部分主要以汇编语言和C语言进行编程来实现对锅炉控制系统软件设计[6-8]。

2 设计原理

笔者以STC89C52单片机为核心操作系统，通过压力传感器对锅炉液位实时进行数据采集，将采集的数据通过模数转换器ADC0832进行处理，再通过单片机I/O接口输入到单片机。此时单片机内进行两部分操作：一部分是单片机控制输入数据运算，输出数字信号，输出口连接1602液晶显示器，显示液位；另一部分，单片机将接收的数据与控制板中预定值限值相比较，当锅炉液位过低时，系统控制锅炉自动注水，当锅炉液位达过高时，系统自动关闭水泵，实现液位报警与控制。

3 设计的组成

系统主要有以下几部分组成：STC89C52单片机为控制系统，主要控制整个锅炉液位模拟装置整体运作；压力传感器为液位检测系统，主要完成对模拟装置水位实时检测；继电器为驱动系统，驱动水泵对容器供水。液晶显示器为显示系统，实时显示液位数值。[9]

5)使用的3D模型与实地地形极为相似，在地面植被覆盖程度较低的场合，用它提取的等高线，能够充分解决野外地形点采集不到位、密度不足导致的等高线错误和失真问题。

蜂鸣器是一种电子响应器，直流供电。笔者采用电磁式蜂鸣器。电磁式蜂鸣器直流电压供电后，产生的振荡音频信号流过线圈，电磁线圈激发磁场。蜂鸣器在控制系统出现故障时，起到报警的作用。

压力传感器是将采集的液位数据通过模数转换器ADC0832向单片机传送，压力传感器与模数转换器ADC0832的连接电路图，如图4所示。

图1 系统结构框图

3.1 最小系统电路设计

三个控制按键选择轻触按键，轻触按键有四个引脚，1、2通，3、4通，电路应用中最好的区别方法就是接按键的斜对角。控制按键电路设计图如图5所示。

图2 单片机最小系统电路图

3.2 电磁继电器电路设计

控制按键主要由三个独立按键组成，对这三个独立按键分别命名为K2、K3、K4。这三个按键的控制效果为：当第一次按下K2按键时，可以对锅炉的液位设置上限值，并且液晶显示器上闪烁上限值，通过K3或K4按键对上限值以每按一次加或减一个单位来设置上限；第二次按下K2按键时，与上述方法相同设置锅炉液位的下限值；第三次按下K2按键时，将完成设置。当独立按下K3按键时，将启动锅炉液位的自动控制系统。当独立按下K4按键时，水泵将对盛水容器供水，再次按下K4按键时，水泵才会停止供水，此按键为手动控制按键。

3.3 液晶显示器电路设计

液晶显示器具有显示质量高、重量较轻、体积较小、功耗低等特点，液晶显示器接收数字信号，与单片机系统接口能很好连接在一起，容易操作。根据LCD1602的原理及其引脚功能，LCD1602液晶显示器与STC89C52单片机的引脚接法电路原理图如图3所示。

图3 液晶显示器与单片机连接电路原理图

3.4 压力传感器电路设计

故依据设计原理与组成，设计系统的简易结构如图1所示。

图4 压力传感器数据采集电路图

3.5 控制按键电路设计

继电器可低压控制高压，或小电流控制大电流。单片机驱动继电器很简单、方便。继电器另外一端开关反映灵敏，使用寿命较长，电流过大的时候不影响单片机工作。锅炉液位控制系统选用微型水泵来实现对水位控制工作。

最小系统由复位电路、外部时钟振荡电路、P0口上拉电阻和单片机组成。其中上拉电阻是将不确定信号通过电阻上位在高电平，电阻也起到限流作用。有些芯片内部集成了上拉电阻，所以外部就不用上拉电阻了，但是如单片机的P0口，外部必须加上拉电阻[10]。最小系统的电路设计图如图2所示。

图5 压力传感器数据采集电路图

3.6 蜂鸣器电路设计

3. Damballah is the god of the Earth and Ayida Wedo is the god of the sky.

引言:与欧美等西方发达国家相比，我国中小企业国际贸易融资发展的起步较晚，我国首批企业国际贸易融资始于20世纪90年代。但是，尽管如此，我国中小企业与其他形式的众多企业，例如，民营、私营、国有相比，发展最为迅速。我国中小企业的数量始终处于领先位置，我国中小企业的数量占比企业总数量的95%，中小企业出口额占总出口额的60%。通过数据我们可以发现，我国拥有了较多的中小企业，但是，中小企业融资难的问题依然需要引起社会各界人士的重视。

3.6 系统软件设计

系统软件部分由源程序、显示程序和故障报警程序等组成。源程序完成系统主模块程序。故障报警程序是判断输入数据是否在预定值范围内，超出预定值，发出警报，系统发生故障也会发出警报。显示程序是控制显示器上显示锅炉液位数据。

4 结 论

笔者对锅炉液位控制系统装置设计基本符合要求，利用压力传感器实现测量锅炉内液面高度，从液晶显示器上就可以直观读出液位面，测量数值较为精确，操作方便。设计中也存在一些不足，例如系统设置过程中还需要一定数据存储容量，适用于锅炉液位小范围控制测量。在今后工作中，还需要进一步研究和探索，推进基于单片机的锅炉液位控制系统实用化进程。

在相同质量流率的情况下，随着微通道分支数n的增大，热沉最大热应力σ逐渐降低。当质量流率=1.5g/s时，微通道分支数为n =8，与n=3、4、6时的最大热应力相比较，分别降低0.106、0.061、0.025GPa，降低幅度分别为26.9%、17.5%、8.0%。

[参考文献]

[1] 赵继文.传感器与应用电路设计[M].北京：北京科学出版社，2002.

[2] 黄继昌.电子元器件应用手册[M].北京：北京人民邮电出版社，2004.

[3] 赵辉.Protel99电子线路CAD[M].北京：北京邮电大学出版社，2007.

[4] 毕淑娥.电工与电子技术基础[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.

[5] 李全利.单片机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2006.

[6] 黄长艺.机械工程测试技术基础[M].北京：机械工业出版社，2009:68-124.

[7] 金发庆.传感器技术与应用[M].北京 ：机械工业出版社，2004:281-290.

[8] 王港元.电子技能基础[M].成都：成都科技大学出版社，1999.

[9] 夏路易.单片机在控制系统中的应用[M].北京：北京希望电子出版社，2006.

[10] 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.