【正文】 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢(shì) 本論文分析變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，通過(guò)研究和比較，本論文采用變頻器和 PLC 實(shí)現(xiàn)恒壓供水和數(shù)據(jù)傳輸，然后用數(shù)字PID 對(duì)系統(tǒng)中的恒壓控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。本論文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通過(guò) MCGS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)巡回監(jiān)控系統(tǒng)。具體講述了系 統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與軟件的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)采取的可靠性措施進(jìn)行了說(shuō)明。 本論文的變頻恒壓供水系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)許多實(shí)際的供水控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并取得穩(wěn)定可靠的運(yùn)行效果和良好的節(jié)能效果。經(jīng)實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有高度的可靠性和實(shí)時(shí)性，極大地提高了供水的質(zhì)量，并且節(jié)省了人力，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 關(guān)鍵字： 單片機(jī) 變頻恒壓供水 自動(dòng)控制 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract And reasonable development, economical utilization and the effective protection of water resources is an arduous task. According to the school time focusing on water, water consumption the characteristic of the large change, analyzes out of school water supply system in high energy consumption, low reliability, work management system to be perfect, the water resources waste serious problem. This paper puts forward the tap water constant pressure water supply system and water pump bination way, match with singlechip microputer, frequency converter, pensator, pressure sensor, and so on the different sensor, according to the pipeline pressure, with the frequency converter control pump speed, make the pipe work pressure is always keep in appropriate range, so as to solve the floor is too high pressure shortage and small flow of the problem of the great energy consumption. Because the pump power and power consumption of the motor speed is directly proportional to the three times, so the pump running speed can achieve very good energy saving effect, the average power consumption than usually water supply system can save nearly forty percent. Combining use of programmable controller, which can realize primary pump variable frequency, negative pump soft start, has the short circuit protection, over current protection function, work reliable and stable, so that the service life of pump greatly extended. Keywords: Single frequency constant pressure water supply automatic control 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1章 緒 論 ................................................... 1 關(guān)于研究課題的目的與意義 .................................. 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) .................................... 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展情況 ...................... 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的適用范圍 ................................ 3 本章小結(jié) .................................................. 3 第 2章 方案論證 ................................................. 4 方案一 .................................................... 4 方案二 .................................................... 5 方案三 ..................................................... 6 方案確定 .................................................. 7 本章小結(jié) ................................................... 7 第 3章 恒壓變頻供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................... 8 硬件總體設(shè)計(jì) .............................................. 8 AT89S52 的硬件設(shè)計(jì) ......................................... 8 AT89S52 最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................... 8 AT24C04 外部存儲(chǔ)擴(kuò)展 .................................. 10 555 定時(shí)器復(fù)位電路 ........................................ 10 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換電路 ........................................ 11 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .......................................... 11 D/A 轉(zhuǎn)換電路 .......................................... 14 光電隔離繼電器驅(qū)動(dòng)電路 ................................... 15 變頻器的選擇 ............................................. 16 壓力傳感器的選擇 ......................................... 17 顯示器與鍵盤電路設(shè)計(jì) ..................................... 18 顯示器接口電路設(shè)計(jì) ................................... 18 鍵盤電路設(shè)計(jì) ......................................... 18 報(bào)警及電源電路 ........................................... 19 本章小結(jié) ................................................ 20 第 4章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .............................. 21 單片機(jī)變頻恒壓供水系統(tǒng)主流程圖 ........................... 21 A/D 子程序 ................................................ 22 中斷服務(wù)程序 ............................................. 22 繼電器控制子程序 ......................................... 23 本章小結(jié) .................................................. 24 總 結(jié) .......................................................... 25 致 謝 .......................................................... 26 參考文獻(xiàn) ........................................................ 27 附錄 1：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)原理圖 .............................. 29 附錄 2：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)程序 ................................ 30 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒 論 關(guān)于研究課題的目的與意義 供水系統(tǒng)是人民生活中的重要一環(huán)，隨著人民的生活水平提高，人民對(duì)供水系統(tǒng)的要求也日益提高。 傳統(tǒng) 的 供水 系統(tǒng)由于 占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，水壓不能保持恒定， 已經(jīng)不滿足人民對(duì)供水系統(tǒng)的節(jié)能，高效率，可靠穩(wěn)定的要求。 近年來(lái)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性能被廣泛應(yīng)用于速度控制領(lǐng)域，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在 供水系統(tǒng) 中得到廣泛的應(yīng)用 。本課題基于單片機(jī)為核心，通過(guò)編程以管網(wǎng)壓力為設(shè)定參數(shù)，以變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的 PID 閉環(huán)調(diào)節(jié)，讓供水系統(tǒng)的水壓穩(wěn)定在設(shè)定值。這與 傳統(tǒng)的水塔、高位水箱等供水方式 相比 ，不論 在 經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有優(yōu)勢(shì) 。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) 變頻頻恒壓供水系統(tǒng) 在 水量增加時(shí)， 變頻器 頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量 相應(yīng) 增大；用水量減少時(shí)， 變頻器 頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小，保證了供水效率用戶對(duì)水壓和水量的要求，同時(shí)達(dá)到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的；采用該設(shè)備不需建造高位水箱，水塔，水質(zhì)無(wú)二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備 。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 穩(wěn)壓泵 或 穩(wěn)壓罐 穩(wěn)壓，在用水量小到一定值時(shí)，主泵可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，減少水泵電機(jī)的機(jī)械磨損并且節(jié)約電能。 與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水能節(jié)能 30%60%。 ，占地面積小，安裝 快， 投資省 ，運(yùn)行穩(wěn)定 ， 無(wú)污染 ， 效率高。 ，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。 ，由于一天內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，軸上的平均扭矩和磨損減少，水泵的壽命將大為提高。 水泵 實(shí)現(xiàn)軟停和軟起 ， 消除了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊 。 單片機(jī)， 程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，反映速度塊 ， 操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力。 變頻恒壓供水系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展情況 近年，變頻器在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，起著極其重要的作用。變頻器具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)行效率搞，應(yīng)用操作方便、節(jié)能效果顯著等 優(yōu)點(diǎn)。 在當(dāng)今改造工業(yè)、改善工藝流程、提高自動(dòng)化水平和產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)進(jìn)程中，變頻器已經(jīng)成為主要的技術(shù)手段。而隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器的性能有極大的提高，它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的軟啟?？刂疲@可以縮減設(shè)備的電耗和降低設(shè)備的故障率，確保系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。 在供水系統(tǒng)