燃气锅炉燃烧控制系统应用设计分析

摘 要 现阶段，锅炉被广泛应用供热系统中，可为居民提供必要的热能资源。但随着我国资源危机、能源危机的加剧，我国出台了一系列的法律、法规，促使燃煤锅炉转型升级，向燃气锅炉方向发展。对此，笔者对燃气锅炉燃烧控制系统的应用设计进行了分析，以期为相关学者提供有益的参考。

关键词 燃气锅炉；燃烧控制系统；应用设计

前言

近些年来，我国的生态问题越来越严重，对我国经济的发展造成了严重的影响。尤其是雾霾的加重，造成了严重的社会影响。在此背景下，我国不断加大了“低碳經济”、“绿色经济”的重视程度，大力推广燃气锅炉技术，以降低传统能源的使用量，达到节能环保的目的，从而实现国民经济的可持续发展。

1 浅析燃气锅炉燃烧控制系统的原理及目标

1.1 工作原理

在燃气锅炉中，燃烧控制系统是核心系统，所控制的内容比较多，能保障燃气锅炉正常运行，如出水温度控制、信息采集控制、管道压力控制、鼓风机控制等。同时，每个系统的功能、性能等不同，在进行控制时，也存在明显的差异性。当对鼓风机进行控制时，需要结合算法技术，针对系统的实际需要来调节鼓风机的运转频率。在进行信息采集控制时，需要安装数据采集装置、读取装置、LCD显示装置。另外，参数设定功能比较重要，需要对压力开关、比例阀、传感器等设定参数，可根据系统中的压力情况进行分析，可自动或手动控制这些结构部件，以保障控制效果。

1.2 控制目标

第一，提高锅炉燃烧效率。通常情况下，锅炉系统中的空燃比会影响燃料的燃烧效率，并会对供热效果造成影响。因此，通过设计燃烧控制系统，有利于精准控制空燃比，保障燃烧效率，从而实现节能环保的目的。

第二，保障锅炉的稳定性。当锅炉处于正常运行状态时，会根据外部环境的变化而改变运行负荷。在这种情况下，会影响供热效率，浪费资源，并对锅炉系统的稳定性造成影响。因此，利用燃烧控制系统，可对各个运行环节进行控制，保障系统的稳定性[1]。

第三，提高锅炉的安全性。天然气作为气体燃料，在进行燃烧时存在严重的安全隐患。因此，对燃烧系统有较高的要求，需要设置警报系统、启动控制系统等，能有效提高系统的安全性。

2 探究燃气锅炉燃烧控制系统的设计对策

本文基于ARM9开发板视角，对燃气锅炉燃烧系统的硬件设计、软件设计等进行了分析，以保障系统设计效果。

2.1 ARM9硬件设计

ARM9开发板的集成度比较高，包括接口、串口、存储、显示屏等多种模块，能有效提高开发效果。在本次设计中采用S3C2440控制处理器，并利用120个I/O管脚，以满足模拟量的需求。同时，采用了8路10位ADC、6通道输出等，以对系统进行控制。另外，硬件系统中主要包括电源模块、串口模块、下载模块、继电器模块、报警模块等。

当对电源模块进行设计时，需要对S3C2440处理器的供电情况进行分析，以确定需要的电量。在为处理器设计电源时，采用3.3V电源系统，即使在断电后，也可继续工作，为RTC系统提供电能支撑。为板子设计5V标准电压，并在稳压模块的作用下，可将其转换为3.3V电压，以进行滤波处理。在对串口模块设计时，需要对锅炉系统进行现场数据收集，包括燃烧温度、空气含氧量、运行压力等，并将数据以通信的方式传输到数据系统中。因此，串口设计主要以通信系统设计为主，实现PC端与处理器之间的对接。但由于串口电平不合理，难以保障通信质量，需要借助转换器来实现对接。当对下载模块进行设计时，需要根据系统的实际需求来进行选择，一般以USB、JTAG两种模块为主，能满足系统的实际需求。本文主要采用了24V的工业继电器，与处理器的电平存在较大的差异性，无法正常运转。还需要设计一个驱动电路，将继电器与设备连接起来，实现控制设备启停的效果。报警模块是系统中比较重要的内容，有利于及时对故障隐患进行报警，以引起工作人员的注意，并采取针对性的解决措施，确保系统正常运行。对此，可设计报警线路和通信线路，可将故障信息通过报警电路传输至报警系统中，并根据实际情况来对工作人员进行告警[2]。

2.2 ARM9软件设计

在整个系统中，除了需要应用大量的硬件系统之外，还要应用到许多软件系统，如检测程序、LCD显示及操作程序、输出控制程序、控制算法程度等。

在本次设计中采用了uC/OS语言编写系统，在科学技术的发展下，该语言编写系统进行了改造升级，已从最初的第一代发展为第三代，无论是在功能上还是性能都有很大的改变。为了保障软件设计效果，本文采用第三代系统，对以下系统进行设计：一是，实时操作系统。由于uC/OS系统具备可升级、固化等特点，有利于同时处理多项业务。需要对各个任务的实际状态情况进行分析，如睡眠状态、等待状态、运行状态、中断状态等，使其进行反复转换，以保障系统正常运行。二是，当对图形界面进行设计时，可借用图形开发工具，修改LCD的底层驱动，以完成图形界面的设计。三是，模块软件设计是非常重要的环节，有利于对任务的子程序进行规划设计，如任务初始设计、创建任务设计、启动任务设计等。其中，在创建任务设计模块中，需要对各项任务进行设定，包括采集任务、通讯任务、算法任务、报警任务、控制任务等。四是，当前期设计工作结束后，还要进行调试设计，包括串口调试和图形调试两个部分。经过现场测验可知，各个系统可正常运行，报警系统也能正常工作，其设计效果比较好[3]。

3 结束语

本文对燃气锅炉燃烧控制系统的应用情况进行了设计，主要采用了S3C2440处理器和uC/OS语言编写系统，能有效保障系统开发效果，提高燃气系统的安全性与稳定性，从而实现其综合效益价值。

参考文献

[1] 代自慧，李忠虎.模糊PID控制在锅炉燃烧系统中的应用[J].机械工程与自动化，2017，（02）：180-182.

[2] 谷洋洋，李来春，张绍娟.基于智能PID控制的燃气锅炉燃烧控制系统研究[J].热能动力工程，2015，30（03）：413-417，494-495.

[3] 王富强，朱凌云，马海芳.燃气锅炉燃烧系统的模糊神经网络控制[J].仪表技术，2010，（08）：25-26，29.

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