毕业设计（论文）锅炉的热工保护.doc

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1、新疆工业高等专科学校毕业设计(论文)锅炉的热工保护叶斯哈提系 别： 电气与信息工程系 专业班级： 电气自动化08-37（1）班 指导教师： 申 红 军 完成日期： 2011年9月13日 新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）任务书一、 题目：锅炉的热工保护二、 指导思想和目的：通过毕业设计，培养学生综合运用所学的知识和技能解决问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解；培养学生调查研究的习惯和工作能力；培养学生建立正确的设计和科学研究的思想，树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。三、 设计任务或主要技术指标：（1） 以单片机8031为主，将各系统的返回的信号与DCS相结合反应到电脑上。（2） MFT

2、跳闸条件：8-10个。（3） 吹扫条件：8-10个。（4） 烧不稳定告警分四个等级：50mv、80mv、130mv、150mv。（5） 点火时间分四个等级:5分钟、10分钟、20分钟、30分钟。（6） 炉膛压力高、低报警。（7） 炉膛火焰温度高、低报警。四、 设计进度与要求：（1） 布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料，学习有关内容。（2） 确定具体控制方案及相关参数。（3） 修改完善设计方案并绘制必须的图纸草图，编写设计说明书。（4） 修改、打印设计说明书，画正式图纸。（5） 总结，准备毕业答辩，完成答辩。五、 主要参考书及参考资料：1 倪建宏,天富热电股份有限公司西热电厂锅炉图纸,

3、石河子天富热电电厂,2006年12月2 倪建宏,天富热电股份有限公司西热电厂锅炉运规,石河子天富热电电厂,2006年12月3 李英、张连国.天富热电股份有限公司西热电厂热工检修作业指导书,2007年6月 专业班级： 学生： 指导教师： 年 月 日教研室主任（签名）： 系（部）主任（签名）： 年 月 日新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）评定意见书设计（论文）题目： 锅炉的热工保护 专 题： 锅炉的热工保护 设 计 者：姓名 叶斯哈提 专业 电气自动化 班级 08-37（1）班 设计时间: 2011 年3 月 29 日 2011 年 9 月 13 日指导教师：姓名 申红军 职称 教授 单位 新疆

4、工业高等专科学校 评 阅 人：姓名 职称 单位 评定意见：评定成绩：指导教师（签名）： 年 月 日评阅人（签名）： 年 月 日答辩委员会主任（签名）： 年 月 日电气与信息工程系毕业答辩情况记录表答辩人姓名叶斯哈提班 级08-37（1）专 业电气自动化设计题目锅炉的热工保护指导老师申红军答辩日期年 月 日答辩时间时 分 时 分自述 锅炉的热工保护在电厂锅炉运行中起着重要的作用。 从煤从输煤皮带至原煤仓进入皮带称重式给煤机，给煤机将煤送人磨煤机，磨煤机将磨好的煤粉经负压到粗细粉分离器入粉仓送人炉膛燃烧，MFSS由人工操作或保护信号自动动作，快速切除进入锅炉炉膛的所有燃料而采取的控制措施。以天富热

5、电厂一厂#5炉为例，该装置与老式控制盘一起再原有基础上增加了DCS系统，当锅炉发生炉压不稳、炉内温度升高、炉膛突然灭火时，控制面板和灭火保护系统会发出语音报警炉内温度高等，同时传输到DCS系统上反馈处来，在电脑和MFSS控制面板上同时显示出发生故障的位置及原因。为锅炉的安全运行提供保障，同时也减小了安全事故的发生。回答问题小结 答辩组长： 年 月 日毕业设计评定意见参考提纲1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.设计或论文（说明书）的优缺点，包括：学生理论水平、独立实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力、勤勉态度等。3.设计或论文（说明书）中较成功的部分。4.作毕业设计或论文（

6、说明书）时遇到的困难和问题。摘 要发电厂是电力系统的重要组成部分，也直接影响整个电力系统的安全与运行。在发电厂中，锅炉的安全运行时发电厂的核心部分也是重要组成部分。在本次设计中，主要针对了锅炉的安全运行时锅炉的热工保护。从方案的确定到锅炉的运行，从MFSS-EN型保护装置的原理到运用，都做了较为详尽的阐述。该装置是基于单片机8031和微处理机为中心控制部件及DCS系统构成，具有炉膛火焰检测燃烧不稳告警，灭火保护逻辑，首次跳闸灯光记忆等做了深入细致的介绍。设计过程中，综合考虑了经济性、可靠性和可发展性等多方面因素，在确保可靠性的前提下，力争经济性。设计说明书中所采用的术语、符号也都完全遵循了现行

7、电力工业标准中所规定的术语和符号。关键词 MFSS-EN型系列； 锅炉热工保护；工作原理 ；在电厂中的应用目录1绪论11.1MFSSEN系列保护概述11.2技术指标31.3 MFSS-EN装置的主要功能51.3.1系统组成框图51.3.2 MFT跳闸条件51.3.3吹扫条件61.3.4告警条件71.3.5首次跳闸记忆71.3.6自动或手动吹扫71.3.7限时点火71.3.8事故顺序动作追忆71.3.9模拟量事故追忆71.3.10巡检81.3.11键盘命令及数码显示81.3.12保护投入81.3.13显示发光排81.3.14跨越逻辑81.3.15打印绘图及串行接口81.3.16提供DCS信号91

8、.3.17语音化报警91.3.18自检91.3.19MFT跳闸条件及首次跳闸原因记忆逻辑图101.3.20炉膛吹扫逻辑121.3.21报警逻辑框图141.3.21事故追忆及动作顺序记录逻辑图152装置主机的工作原理162.1单片机8031162.1.1单片机8031的介绍162.1.2 8031主要功能172.1.3 MCS-51引脚功能说明182.2主机的工作原理202.3主机CPU系统212.4MFT跳闸输出板电路212.5显示及命令键入的接口222.6开关量输入板222.7炉膛火焰信号模拟放大与采样232.8模拟量追忆板242.9供DCS系统信号板电路介绍242.10外接线操作盒接口电路

9、242.11系统程序特点243锅炉的热工保护253.1热工保护253.2锅炉热工的检修项目263.3保护装置的调试263.3.1火焰板功能及调试263.3.2开关量板（一）的调试283.3.3开关量板（二）的调试293.3.4继电器板的调试313.3.5操作盒板的调试323.3.7系统的运行参数333.2.7炉膛压力保护系统354现场的静态、动态试验及投入闭环364.1保护装置现场静态试验364.2保护现场动态试验374.3系统投入闭环374.4质量技术要求375 MFSS-EN锅炉安全保护装置的定期检测385.1总则385.2炉膛正、负压保护定期检测规定385.3检测措施385.4检测周期3

10、85.5检测项目及要求385.5.1压力开关校验385.5.2检测项目385.6锅炉灭火保护装置和连锁装置定期检测规定385.6.1检测周期385.6.2检测项目及要求39总结40致 谢41参 考 文 献42附 录431绪论1.1MFSSEN系列保护概述随着电力工业的迅速发展，电力部门的安全生产显得越来越重要，原水电部与能源部多次下文，重中火电大型机组必须加装锅炉灭火保护装置，自1998年起东北电力学院先后研制了MFSS-A系列、MFSS-B系列、MFSS-P系列微锅炉安全监视保护装置，并通过了水电部生产司的技术鉴定。该类产品是用于发电厂大型锅炉燃烧运行的安全监控保护装置，是防止锅炉灭火及出现

11、其他微机锅炉安全因素的重要保护措施，现在已经成功地应用于全国27个省、市自治区的90余家大型电厂，投入运行达350余台，有力地保障了电厂的安全生产，并取得了巨大的社会效益和经济效益。该装置近年来先后荣获1991年能源部科技三等奖，被列入1991年度国家级重点新产品计划，并获得了一九九一年国家级重点新产品证书。经过对应用厂家全面系统的调查分析，认真总结了多年运行的经验和存在的不足，在原有机型基础上，进一步开发成功了MFSS-EN增强型系列微机锅炉安全监视保护装置，此系统无论从内部电路的设计，还是从整机总体工艺设计，均采取多种有力措施大大加强了系统的可靠性，同时也增加了许多重要功能，通过完善的生产

12、过程控制，使此类装置性能提高了一个新的水平，以满足现场需求。本装置是发电厂大型锅炉燃烧运行的安全监控及保护装置。该装置以微处理机为中心控制部件构成，具有炉膛火焰检测燃烧不稳告警，灭火保护逻辑，首次个跳闸灯光记忆。事故顺序记录，模拟量事故记忆，打印跳闸事故原因及事故发生时间，炉膛清扫累积计时，点火时间分级控制，节点事故巡检，模拟量、火碱探头巡检，各种模拟量和开关量的定点或巡回显示，供DCS系统用的开关量输出，内置微型汉字打印机，并且提供外部打印机接口，可外挂LQ1800等汉字打印机，配有RS232及RS485串行接口，语音化报警，数据的非议失性记录，及跨越微机逻辑保护和自检功能。该装置程序采用先

13、进的编程方法，提高了程序运行的可靠性和数据采样分析的速度，装置还设有程序运行监视器，保证装置任何时候都处于正常运行状态，实验表明，MFSSEN型装置比其他系列装置可靠性和功能型高。如下图1.1所示为MFSSEN系列保护装置的前置面板，图1.2所MFSSEN系列保护装置的安全保护插头示意图。MFSS即MFT为总燃料跳闸，即由人工操作或保护信号自动动作，快速切除进入锅炉炉膛的所有燃料而采取的控制措施。FSSS为顺序控制系统即对锅炉点火，燃烧器和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火过压等原因引起炉膛爆炸而采取的监视和控制措施的自动系统。FSSS保护系统是FSSS锅炉安全监控系统中的重中之重

14、，它包括火焰火检、熄火保护系统，压力检测装置及保护逻辑控制子系统。图1.1所示为MFSSEN系列保护装置的前置面板主燃料跳闸逻辑具有首次跳闸原因指示功能，它能对引起主燃料跳闸（MFT）的初始原因进行记忆，并给运行人员显示出来，这样就方便了运行人员查找故障的原因，及时采取正确的措施。图1.2所MFSSEN系列保护装置的安全保护插头示意图。1.2技术指标（1） MFT跳闸条件：8-10个。（2） 吹扫条件：8-10个。（3） 告警条件：4个。（4） 燃烧不稳定告警分四个等级：50mv、80mv、130mv、150mv。（5） 清扫累积计时分三个等级：3分钟、3分钟、5分钟。（6） 点火时间分四个等

15、级:5分钟、10分钟、20分钟、30分钟。（7） 火焰采样分辨率：20ms/点、线性变换、光电隔离。（8） 模拟量采样分辨率：0.5秒/点、线性变换、光电隔离。（9） 开关量事故顺序记录：48点。（10） 事故追忆时间：事故前50秒、事故后30秒。（11） 模拟量、开关量定时及巡回状态显示。（12） 时钟系统，系统定时。（13） 数码显示：8位。（14） 保护投入：压力开关量保护与火焰保护可分别投切。（15） 保护投退记忆：自动记录保护投入及推出时间、可打印。（16） 投油助燃。（17） 发光电平显示误差：低端小于10mv、高端小于30mv。（18） 在线自检。（19） 火焰探头灵敏度：6-8

16、uA/mLns。（20） 输入信号： 1）模拟量：火焰输入8-16个、4-20mA或0-5V 模拟量16个、0-10mA或0-5V 2）开关量：48个无源节点。（21） 操作输入：16键键盘及操作盒。（22） 多种警告功能：节点输出、警笛及语音提示。（23） 输出信号： 1） 模拟量：8-16组发光排电平显示表。 2） 开关量：7组220VCA/3A、12组250DCV/5A节点输出。（24） 打印机：40字符宽汉字打印机，打印更多文字信息及曲线拷贝。 可外接LQ1800等汉字打印机，可打印更多信息。 （25） RS232、RS485串行口，可向外传递数据、（光电隔离、57BPS）。（26）

17、主机电源：220V10%50HZ。（27） 功耗：80VA（打印机工作时）。（28） 工作环境：1） 主机环境温度：0-45C。2） 探头环境温度：0-400C。3） 环境湿度：10%-90%RH（相对）。4） 抗震强度：20Hz 2mmP-P。（29） 主机重量：15kg。（30） 装置尺寸：1） 主机外形尺寸：460380180mm 开孔尺寸：360155mm2） 操作盒外形尺寸：12012055mm开孔尺寸：1101101.3 MFSS-EN装置的主要功能1.3.1系统组成框图MFSS-EN微机锅炉安全监视保护系统是有MFSS-EN主机及操作盒、火焰检测器、冷风系统、负压取样器、压力平衡

18、容器柜、压力开关等部件组成。如图1.3所示。图1.3系统组成框图1.3.2 MFT跳闸条件（1） 炉膛灭火3/4逻辑，延时3秒钟。（2） 炉膛压力高2/3逻辑，延时2秒钟。（3） 炉膛压力低2/3逻辑，延时1秒钟。（4） 送风0-同时失去2台送风机。（5） 引风机0-同时失去2台引风机。（6） 燃料中断-同时失去给粉机和供油。延时4秒钟。（7） 水位异常-水位过高或过低，延时10-20秒钟。（8） 手动MFT-同时按下2个手动MFT按钮。（9） 给水为0-备用。（10） 风量小于30%-备用。1.3.3吹扫条件进入吹扫后，满足下面列出的条件，持续吹扫，若有一个条件不满足，提示吹扫失败，停止吹扫

19、计时，直到满足出扫条件重新启动。（1） 点火前吹扫必须满足下列许可条件：1) 所有阀门关闭；2) 所有给煤机停；3) 所有磨煤机停；4) 所有磨煤机热风门关闭；5) 两台一次风机停；6) 两台电除尘停；7) 两台空预器运行；8) 所有辅助风挡板打开；9) 汽包水位正常；10) 110VDC和220VAC正常；11) 至少一台送风机运行；12) 至少一台引风机运行；13) 炉膛负压正常；14) 风量30%；15) 至少一台水泵运行；16) 油泄露实验完成；17) 主油阀关闭；当条件均成立，CRT上显示“吹扫许可”，这时操作员可按“启动吹扫”按钮或接收其它系统的自动吹扫指令信号启动吹扫程序“吹扫在

20、过程中”信号建立并进行5分钟的吹扫记时。在吹扫期间吹扫条件始终要满足。吹扫完成后，该逻辑发出完成信号，自动复归MFT，锅炉可以启动。在锅炉MFT（主燃料跳闸）和停炉后均不应该马上停送、引风机，应保证有一定的空气量（30%额定风量）进行燃料后的吹扫，只有完成燃料后吹扫并在炉膛压力超过限值时才跳风机。（2）燃烧后吹扫的条件是：1) 所有油枪喷嘴阀关闭；2) 所有给煤机停；3) 主油管跳闸阀关闭；4) 所有磨煤机停；5) 风量30%额定风量；6) 所有监视火球的火焰检测器显示无火焰；（3） 炉内无火。（4） 送风机运行-任一台送风机运行。（5） 引风机运行-任一台引风机运行。（6） 水位计正常。（7

21、） MFT未复归-燃料系统闭锁。（8） 油枪阀关（可选）。（9） 水泵运行（可选）。1.3.4告警条件锅炉正常运行时，主机有如下告警功能：（1） 燃烧不稳定告警-可加入给粉证实或负压证实。（2） 压力高告警。（3） 压力低告警。（4） 节点故障告警-巡检压力开关延时15秒。（5） 打印机离线告警。1.3.5首次跳闸记忆当MFT跳闸后由主机前面板的首次跳闸记忆灯显示出首次动作原因并打印。1.3.6自动或手动吹扫本装置设有自动吹扫和手动吹扫功能，可由用户设定，在满足吹扫条件下，自动吹扫或按下启动吹扫按键进入吹扫，吹扫时间为3-5分钟，由用户设定，吹扫状态下，运行灯、发光排、数码显示及键盘等均正常工

22、作。1.3.7限时点火为了防止积粉爆燃，主机只允许有限时间内点火，用户可根据现场条件设定在5-30分钟的点火时间。在点火时间内，运行灯、发光排、数码显示及键盘等均正常工作，MFT复归，超时点火时间后，主机回到正常监控程序，若点火未成功，主机将再次跳闸。1.3.8事故顺序动作追忆可对48路开量关进行动作顺序记录。1.3.9模拟量事故追忆可对16路0-10mA,4-20mA或0-5V的模拟量进行事故追忆及实时追忆打印。1.3.10巡检（1） 对火检探头输出幅值进行定点或循环显示。（2） 对模拟量输入进行定点或循环显示。（3） 对所有开关量输入定点显示或循环显示。1.3.11键盘命令及数码显示通过键

23、盘可进行参数预置，可对电子钟进行年月日时分秒设定与修改。1.3.12保护投入火焰保护的投切与其他保护的投切可分别独立进行，保护开关一般情况下不影响主机发出跳闸信号，所以，当满足跳闸条件时前面板首次跳闸记忆灯点亮，主机进入跳闸程序，由于开关切断了跳闸继电器电源，所以，主机无MFT输出，主机处于MFT复归状态。1.3.13显示发光排设有8-16路发光排实时显示锅炉炉膛火焰工况，此显示在主机任何状态下都能有效的工作。1.3.14跨越逻辑为了提高主机动作可靠性，本装置设有压力快呀逻辑电路，相当于热态双机工作。1.3.15打印绘图及串行接口机内设有微型汉字打印机，可打印出事故原因及故障发生时间，事故动作

24、顺序跳闸前及跳闸后一段时间内模拟量事故追忆数据，主机工作状态，可定时或监视主机特定状态变化或外部输入信号的变化（如保护投退开关的监视），也可打印当前一段时间内的模拟量数据。召唤打印功能，随时打印前两次跳闸过程的所有重要数据。可通过串行接口向外界输出数字信号，接口符合RS232标准，也可设定为RS485总线。接口光电隔离、通信速率57BPS。1.3.16提供DCS信号该装置采用标准RS485工业通讯接口MODBUS通信协议可与DCS系统方便的组网，作为DCS系统的下挂子系统，实现资源共享。如图1.4所示。图1.4 DCS网路系统图可以向外部DCS系统提供13对输出节点，节点可以是开节点或闭节点，

25、由用户选定，这些节点用来反映炉膛的各个角火焰与层火焰的越限信号及系统正常运行证实信号，也可以根据用户要求扩充节点或输出其他信号，输出节点容量24v/5a。输出端子是DB37针型插座。1.3.17语音化报警当发生MFT跳闸、越限或故障报警、重要运行状态的开始结束（如吹灰开始及结束，点火的开始和结束），主机用语音报警提示，并反复报警，报警接触键有效。1.3.18自检对主机接口电路及显示灯、发光排、打印机等进行自检。1.3.19MFT跳闸条件及首次跳闸原因记忆逻辑图（1）跳闸条件如图1.5所示为MFT跳闸条件及首次跳闸原因记忆逻辑图，图左侧为MFT跳闸条件，该逻辑是当8个威胁锅炉机组安全运行的紧急情

26、况出现时发出MFT跳闸信号，去动作相应的设备，切断进入锅炉的燃料，进行紧急停炉。图1.5 MFT跳闸条件及首次跳闸原因记忆逻辑图图中对炉压力信号均采取“三取二”逻辑处理，兵加入延时，以提高信号的动作的可靠性，对火焰信号采取每一层“四取三”逻辑处理，对层与层之间采取与逻辑处理，并加入4秒延时判断，以提高对火焰信号处理的可靠性。加入“给粉证实”的目的是为了区别正常停炉状态与故障灭火状态，以保证在燃料存在的情况下失去火焰MFT才动作。加入“负压证实”（负压告警）信号的目的是为不同锅炉设备运行条件不同而设置的。（2）首次跳闸原因记忆逻辑如上图1.5所示的右侧为首次跳闸原因记忆逻辑为下图1.6所示，该逻

27、辑主要是为了进行事故后的故障原因分析设置的。在正常工作状态下，所存记忆器使记忆灯灭，八输入端与门输出不锁定二输入端与门。当出现第一个输入信号动作MFT时，相对应的所存记忆器翻转点亮记忆灯，而其他与门被封锁，达到首次跳闸记忆的目的，当吹扫结束后由吹扫结束指令解除首次跳闸记忆灯。图1.6 右侧为首次跳闸原因记忆逻辑（3）保护投切为了满足不同现场锅炉设备运行条件，分别设置了了压力及其他保护投切开关K1和火焰投切开关K2，如图1.5右下方所示，即下图1.7所示，在运行条件较差的锅炉，在点火状态下可先投入K1，待负荷增加到50%以上时，再投入火焰保护K2，以保证点火顺利进行。图1.7 运行条件较差的锅炉

28、，在点火状态下可先投入K11.3.20炉膛吹扫逻辑炉膛吹扫的目的是将炉膛和管道中可能存在的可燃性混合物清除掉，防止点火时引起炉膛爆炸。因此在点火前，事故跳闸（MFT）和正常停炉后均须进行吹扫。当条件均成立，CRT上显示“吹扫许可”，这时操作员可按“启动吹扫”按钮或接收其它系统的自动吹扫指令信号启动吹扫程序“吹扫在过程中”信号建立并进行5分钟的吹扫记时。在吹扫期间吹扫条件始终要满足。吹扫完成后，该逻辑发出完成信号，自动复归MFT，锅炉可以启动。在锅炉MFT（主燃料跳闸）和停炉后均不应该马上停送、引风机，应保证有一定的空气量（30%额定风量）进行燃料后的吹扫，只有完成燃料后吹扫并在炉膛压力超过限值

29、时才跳风机。（1） 燃烧后吹扫的条件是：1) 所有油枪喷嘴阀关闭；2) 所有给煤机停；3) 主油管跳闸阀关闭；4) 所有磨煤机停；5) 风量30%额定风量；6) 所有监视火球的火焰检测器显示无火焰； 如下图1.8所示为炉膛逻辑图，该逻辑图中设置了8个吹扫条件，当吹扫条件之一被满足是，点亮该条件指示灯，只有八个条件均满足时，“允许吹扫”灯才亮，炉膛吹扫指令可在满足条件后自动发出，也可由人为手动置入。图1.8炉膛逻辑图有些锅炉设备在吹扫过程中很容易失去某个吹扫条件，而发出吹扫失败信号，从而增加了吹扫时间，推迟了点火时间，所以把吹扫失败前、后时间累积起来，作为总的吹扫时间，即为吹扫完或吹扫时间可以通

30、过内部开关在3-5分钟内设置，点火时间通过内部开关在设置5-30分钟范围内。1.3.21报警逻辑框图如下图1.9所示为报警逻辑框图，从逻辑图中可见共有5钟报警逻辑。图1.9报警逻辑框图（1） 燃烧不稳定报警通过S3可分别设定四个不同等级的火焰发暗抱紧值，用以正确反应不同锅炉的燃烧工况，以适应现场运行人员的需要，设置KB开关的目的是为了适应在不同现场低负荷时的需要。（2） 压力低告警。（3） 压力高告警。（4） 节点故障告警。节点故障告警是始终对6个压力开关进行在线自检，若发现某一压力开关出现故障时，延时15秒后发出节点故障报警，消除事故隐患。（5） 探头故障报警当某一火焰探头出现故障时延时5-

31、10秒钟后由面板上的7段数码显示管显示故障的确切位置。1.3.21事故追忆及动作顺序记录逻辑图如下图1.10所示为事故追忆及动作顺序记录逻辑图。图1.10事故追忆及动作顺序记录逻辑图2装置主机的工作原理2.1单片机8031 2.1.1单片机8031的介绍单片机8031和8051是最常见的mcs51系列单片机，是inter公司早期的成熟的单片机产品，范围涉及到各行各业,我的设计主要用到的是单片机8031，下面介绍一下8031de 引脚图。如下图2.1所示。图2.1 8031引脚图（1） 主电源引脚Vss和Vcc：1） Vss接地；2） Vcc正常操作时为+5伏电源；（2） 外接晶振引脚XTAL1

32、和XTAL2:1） XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端； 2） XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端；（3） 控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE和 Vpp。1） RST/V PD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电 平（由低到高跳变），将使单片机复位。在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据；2） ALE/ 正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 ）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访

33、问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。 对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲；3） 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间， 在每个机器周期内两次有效。 同样可以驱动八LSTTL输入；4） /Vpp 、 /Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当 /Vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当 /Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器；5） 外部晶振：对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21伏EPROM编程电源（Vpp）；6） 输入输出口引脚：P0口：

34、I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”；P1口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”；P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”；P3口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”；7） 控制引脚：RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线；8） RST/Vpd（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM信息不丢失；ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端；第三功能： 编程脉冲输入： PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号； -EA/Vpp(31脚）：外部程序存

35、储器使能端；2.1.2 8031主要功能（1） 8位CPU。（2） 4kbytes 程序存储器(ROM)。（3） 128bytes的数据存储器(RAM)。（4） 32条I/O口线。（5） 111条指令，大部分为单字节指令。（6） 21个专用寄存器。（7） 2个可编程定时/计数器。（8） 5个中断源，2个优先级。（9） 一个全双工串行通信口。（10） 外部数据存储器寻址空间为64kB。（11） 外部程序存储器寻址空间为64kB。（12） 逻辑操作位寻址功能。（13） 双列直插40PinDIP封装。（14） 单一+5V电源供电。2.1.3 MCS-51引脚功能说明（1） 引脚功能说明： 如下表表2

36、.1所示为89C51外部引脚图：（可以直接拷入ASM程序文件中，作注释使用，十分方便） P1.0 140VccP1.1239P0.0P1.2338P0.1P1.3437P0.2P1.4536P0.3P1.5635P0.4P1.6734P0.5P1.7833P0.6RST/Vpd932P0.7RXD P3.01031-EA/Vpp（内1/外0 程序地址选择）TXD P3.11130ALE/-P （地址锁存输出）-INT0 P3.21229-PSEN （外部程序读选通输出）-INT1 P3.31328P2.7T0 P3.41427P2.6T1 P3.51526P2.5- WR P3.61625P2

37、.4-RD P3.71724P2.3X21823P2.2X11922P2.1GND2021P2.0 表2.1 外部管脚表（1） 电源引脚： Vcc（40脚）：典型值5V。 Vss（20脚）：接低电平。（2） 外部晶振： X1、X2分别与晶体两端相连接。当使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。（3） 输入输出口引脚： P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。 P1口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。 P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。2.2主机的工作原理如下图2.2所示为MFSS-EN微机锅炉监视保护装置主机结构框图

38、，该主机以单片机8031为中心控制部件构成微机最小系统。配有模拟量输入放大转换、开关量输入接口、预置开关、电子钟、打印机、数码显示、发光排电平显示表、编码输出。光电驱动、操作键盘、跳闸记忆吹扫状态及声光报警等部分构成。为了提高装置的可靠性和抗干扰能力，输入、输出接口均采用光电隔离和阻容滤波网络，并配有跨越微机逻辑电路系统。图2.2 MFSS-EN微机锅炉监视保护装置主机结构框图2.3主机CPU系统系统的中心部件单片机CPU8031位于此版上。围绕着CPU，有64K的只读存储器，保存所有的运行程序和固定参数，有8K的随机存储器用于存储系统参数，2K 的E2ROM可擦除随机存储器用于记忆重要的采样

39、数，时钟电路为系统提供了0.5秒的时钟和时、分、秒、年、月、日参数。另外，备有内部打印机接口和通用接口插槽，通过插槽，CPU和所有外部功能插板；连接，由于此版十分重要，所以充分考虑了硬件的抗干扰能力，如板上设有DS1232性能优越的程序运行监视集成IC电路，CPU使用的内部电源于外部接口电源与外部电源接口电源不再共用槽上插板，而是严格分开，从前后槽上插板，此外，底板的面积合理扩大使得布线均匀宽绰，避免了内部交叉干扰的机会，底板设有16个片选控线连接到槽上，使系统带外设能力大大加强，极容易根据用户要求实施功能扩充并且，各个插槽除条V闸槽外具有互换性，当然必须按要求对号插板，以防接错插头。2.4M

40、FT跳闸输出板电路该电路直接接受由单片机8031发出的两个MFT动作信号，其中之一是火检跳闸信号，另一个是压力和其他事故跳闸信号，每个跳闸信号由8031的两个输出线组成，这两个信号经过74LS00的编码后形成一条信号线连到隔离光偶的输入负端。隔离光偶的输入正端通过各自的保护投入开关接到+5V上，当8031发出跳闸信号，并且保护开关投入时，光偶导通，驱动跳闸继电器动作，若8031发出跳闸信号，但保护开关未投入时，光偶不导通，跳闸继电器不动作，尽管主机已处于跳闸状态，发出报警信号。由下图2.3为MFT跳闸输出板电路可看出，当P1.4为低电平，P1.5为高电平时，形成灭火跳闸信号，8031出现故障时

41、P1.4为高电平。P1.5为低电平的概率小，这样保证了主控制器出现故障或由于某种原因电源产生较大波动时，不产生火检误动信号。同样，P1.6、P1.7的编码也保证了不产生压力误动信号。图2.3 MFT跳闸输出板电路图跨越跳闸回路是压力保护的另一个子系统，此回路动作逻辑完全由硬件完成，不受8031的控制，但受保护投入开关的控制，保护开关未投入时，不跳闸，跨越回路具有自锁功能，在无跨越跳闸动作条件下，按下前面板上跨越解除开关或程序需要时，才能解除跨越跳闸。2.5显示及命令键入的接口显示及操作面板上，安排有首次跳闸记忆灯组、吹扫条件灯组、火焰电平光柱显示、保护投退开关及指示灯，MFT状态灯、8位数码显

42、示器、16个按键、与P型机不同的是原打印走纸键改为系统复位键（可以通过内部处理取消此键复位功能。）2.6开关量输入板24路光电隔离输入，插槽上安排两块此板，如下图2.4所示为开关量输入电路原理图，该装置的开关量，如负压、风、粉、水位、手动等均为开关量输入，他们首先经过光耦合器把现场的电信号通过光的耦合到74LS244的输入端缓冲整形，再送到IO接口芯片8255中，CPU8031通过读取8255得到输入的开关量，经软件分析处理后发出相应的控制信号或指令。图2.4所示为开关量输入电路原理图2.7炉膛火焰信号模拟放大与采样炉膛火焰是来自火焰检测器，经模拟放大，光电隔离后进入A/D转换器，再经微机分析

43、处理显示出主设备的工作状态或发出相应的控制指令。EN8型机配有8个火焰监视器，分两层，每层均为3/4逻辑，其中第一层为油嘴火焰检测，第二层为全炉膛火焰检测，第三层为全炉膛火焰检测，炉膛信号是指每层都必须失去三个以上的信号方可产生炉膛灭火信号，若在灭火信号产生的同时有任何一台给粉机运行（或有负压警告信号存在）时，即输出MFT跳闸信号。炉膛火焰逻辑产生第二种信号，第一种是炉膛灭火信号，第二种时炉膛火焰燃烧不稳信号，炉膛火焰燃烧不稳信号是指有一层以上达到火焰燃烧不稳定值时（每层三个以上达到不稳定值）即产生燃烧不稳信号。如下图2.5所示为模拟放大电路原理图，改图由两片高精度低温漂运放OP07与光电耦合器构成，图中W1为火焰信号是静态调零电位器，W1是放大增益调整电位器，根据不同现场锅炉设备的具体要求可在10-20s内调整。图2.5所示为模拟放大电路原理图U3为光电耦合器，设置目的是为了消除来自现场的干扰，以提高主机的可靠性。由于光电耦合器件的线性度差，