1. 研究目的与意义
电和人类的生活息息相关，至少可以说,现代社会国家和城市没有电会因此而瘫痪。国防，交通，日常生活等等都离不开电。电能是现代社会最基本的能源，人们几乎时时刻刻都离不开它。煮饭的电饭煲要用电，常用的电冰箱、电视、空调、电脑、风扇……都要用电，在漆黑的夜晚给予我们光明的电灯也要用电，所以说在日常生活生活中一天停电就像天塌下来一样，痛苦极了。大人不能看新闻;老人不能用高科技来煮饭;甚至连小孩也玩不了电脑。真是“一日无电，百事荒芜”。因此发电厂的意义便显得十分重要，而火力发电厂便是众多发电厂的其中之一，火力发电厂有很多的优点，比如选址灵活、布厂方便、可有效降低电网输配电耗损，还有纯投资费用低、占地面积小、建造周期短，以及运行平稳、可靠，并且机组受环境、气候等不利因素较小，可有效保障国家电力供应，只要保证燃料，就可以保证发电。火力发电是现代社会电力发展的主力军，在提出建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场。近几年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。
某火力发电厂装机容量800 mw，4×200 mw机组，为大型火力发电厂，以220 kv传输为主，传输距离相对较长，其功率偏大，如果停电，将造成大范围影响，因此，其电气主接线设计至关重要，必须严格按照相关要求执行。并且该火力发电厂会造成众多污染物，主要有烟气、粉尘、废渣和废水。锅炉的烟气通过高烟囱排入大气，主要污染物有烟尘、sox、 nox和co2等。其中烟尘是指未被除尘器捕集下来的粉尘其中,粒径小于10pum,称为飘尘(tsp) ,能长期飘浮于大气中,并作长距离传输排放量视除尘效率而定。尘粒内部为铁/铝硅酸盐玻璃体，其表面沉积有硫酸盐,并富集多种微量金属元素和有机化合物，从而增加了烟尘的危害。sox会危害人体健康,引起支气管炎、哮喘病、肺心病，甚至死亡。此外，它还会使农作物减产或植被枯菱。no有较强的毒性，它在大气中的含量达4ppm时, 5分钟内可致人死亡。no2与大气中oh-离子反应形成亚硝酸和硝酸，毒性高腐蚀性极强。它所形成的亚硝酸盐是致癌物,no2可加速so2向so3转化，同时可与so3形成“气溶胶”造成光化学烟雾,损害人的中枢神经系统, nox的毒性及腐蚀性比sox更强。氮氧化合物的危害还在于它会破坏大气中臭氧层，从而使紫外线透过大气层辐射人体，使皮癌的发病率增高。nox也是造成酸雨的元凶之一。
总而言之，目前大多数火力发电厂的缺点有资源利用率低，能源浪费严重，机组运行成本较高，机组启停时间长，最为重要的是对环境的污染十分严重！
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
本课题拟以单片机为控制与计算核心，通过研究火力发电厂的实际工作模式，设计可以体现其工作特点的实验系统，并提供模块化的操作模式、自主编程功能、友好的人机交互等，建立功能较为完备、界面友好，可靠、稳定的火力发电厂实验系统。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
炉膛温度控制系统
本设计是对炉膛温度进行实时监测与控制，热电阻从设备环境的不同位置采集温度，单片机at89s51获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。设计的炉膛温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当炉膛温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使炉膛温度上升，同时绿灯亮。当炉膛温度上升到下限温度以上时，停止加温；当炉膛温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使炉膛温度下降，同时红灯亮。当炉膛温度下降到上限温度以下时，停止降温。炉膛温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示炉膛温度，精确到小数点一位。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。系统中将通过串口通讯连接pc机存储温度变化时的历史数据，以便观察整个温度的控制过程及监控温度的变化全过程。如下图炉膛温度控制系统框图所示。
4. 参考文献
[1]张友德,赵志英涂时亮.单片微型机原理、应用与实验（第四版）[m].上海:复旦大学出版社,2004
[2]程琤,单片机原理与应用系统开发[m].北京:国防工业出版社,2010
[3]周润景,徐宏伟,丁莉.单片机电路设计、分析与制作[m].北京:机械工业出版社,2010
5. 计划与进度安排
（1）2022-2-25～2022-3-17（3周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。
（2）2022-3-18～2022-4-07（3周） 提出实现方案，熟悉控制模块硬件资源及编程技巧。
（3）2022-4-08～2022-4-28（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。
