单片机技术在锅炉训练模拟系统中的应用

2019-05-09王龙

山西电子技术 2019年2期

王龙

(海军士官学校二系，安徽蚌埠 233012)

0 前言

某型辅助锅炉广泛应用于各种舰船上，掌握该型辅助锅炉的结构及工作原理、熟练掌握其操作使用、维护保养方法是锅炉管理人员所必备的能力。为了增强培训效果、提高培训质量，研制开发“某型船舶辅助锅炉训练模拟系统”。该训练模拟系统分为硬件部分和软件部分。

硬件部分包括一台模拟计算机、两块液晶显示器、一台带模拟操作面板的操作柜等等。其中操作面板和模拟计算机是核心部件，两者的通信通过单片机来实现。操作面板上布置有指示灯、报警蜂鸣器、操作按钮、操作旋钮等，与该型船用辅助锅炉的按钮数目和功能相同。具体见图1～3所示。

软件部分为三维虚拟设计，在此不再赘述。

1 实现功能

模拟操作面板上指示灯、按钮、旋钮通过单片技术进行开发，其实现的功能如下所示：

1) 控制箱内电源接通后，“电源”指示灯亮。

2) “启动/复位”按钮：在启动锅炉之前，第一次按下“启动/复位”按钮是执行复位功能，执行复位功能后，声光报警系统恢复到初始状态；再一次按下“启动/复位”按钮才执行启动功能，此时“燃烧器控制”、“水泵Ⅰ控制”、“水泵Ⅱ控制”才接通电源，处于等待状态。

3) “停止”按钮：此按钮按下后，强行停止工作！“燃烧器控制”、“水泵Ⅰ控制”、“水泵Ⅱ控制”断电。

4) “报警测试”按钮：此按钮按下后，声光报警。具体为：“报警器”喇叭发出报警声；“高水位”指示灯、“低水位”指示灯、“过低水位”指示灯、“蒸汽压力高”指示灯、“空气压力低”指示灯、“火焰故障”指示灯等6个红色指示灯闪烁。

图2 按钮布置图

图3 旋钮布置图

5) “消音”按钮：按下此按钮，“报警器”喇叭停止发出报警声。

6) “燃烧器控制”旋钮：总体分三个工作状态“自动”、“停止”、“手动”。

◆ 处于“自动”状态时：“风机”指示灯和“自动运行”指示灯亮，演示风机运转动画，而且“高水位”指示灯、“正常水位”指示灯、“低水位”指示灯、“过低水位”指示灯根据水位情况相应的指示灯亮，在虚拟训练系统中，演示锅炉水位的相应情况。如果水位异常，则需要排除故障，如果水位正常，则锅炉自动扫气30 s。然后“喷嘴1”指示灯亮，进入点火状态，点火时间不超过6 s，火点着后，进行1 min的小火燃烧，演示锅炉的小火燃烧动画，然后再进入大火燃烧，演示锅炉的大火燃烧动画，此时“喷嘴1”指示灯和“喷嘴2”指示灯都亮。如果点火时间超过6 s未点着火，则进行声光报警，“火焰故障”指示灯亮，“报警器”喇叭报警，直到人工干预。

◆ 处于“停止”状态时，燃烧器处于停止状态，停止喷油燃烧。

◆ 在“手动”状态时，“自动运行”指示灯不亮。“手动”状态有四个档位，旋钮处于任何一个档位，“风机”指示灯都亮，演示风机运转动画。处于“扫气”档位时，进行扫风，扫风时间超过30 s后，旋钮旋至“点火”，锅炉进行点火，“喷嘴1”指示灯亮，点火时间超过6 s后，立即将旋钮旋至“扫气”，再进行30 s扫气，然后再重新点火，在该过程中，无声光报警。如果6 s内，点火成功，则旋钮旋至“小火”，演示锅炉的小火燃烧动画，在小火状态燃烧1 min，而后，旋钮旋至“大火”，此时，“喷嘴1”指示灯和“喷嘴2”指示灯都亮，进行大火燃烧，演示锅炉的大火燃烧动画。

7) “水泵Ⅰ控制”旋钮和“水泵Ⅱ控制”旋钮作用如下：

◆ 当水泵Ⅰ运转供水时，“水泵Ⅰ”指示灯亮，演示水泵Ⅰ向锅炉供水动画；当水泵Ⅱ运转供水时，“水泵Ⅱ”指示灯亮，演示水泵Ⅱ向锅炉供水动画。

◆ 处于“备用”档位时，相应的水泵为备用泵，当备用启动供水时，“备用泵起动”指示灯亮，演示备用启动供水动画；

◆ 处于“自动”档位时，水泵根据水位自动供水，同时演示水泵供水的动画；

◆处于“手动”档位时，水泵立即向锅炉供水，同时演示水泵供水的动画。