【正文】 畢業(yè)論文時間進度表1013周進行程序編寫14周完成程序檢測1516周整理、撰寫論文附錄4變頻技術 變頻技術的普及前景 電機交流變頻調速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。在由單片機構成的微型計算機系統(tǒng)中,由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾,造成程序的跑飛,而陷入死循環(huán),程序的正常運行被打斷,由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),發(fā)生不可預料的后果,所以出于對單片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮,便產生了一種專門用于監(jiān)測單片機程序運行狀態(tài)的芯片，即Watchdog。整流部分為三相橋式不可控整流器，中間濾波部分采用大電容作為濾波器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸入為PWM波形。我國的產值能耗是世界上最高的國家之一。 二、研究主要成果 通過安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器，把水轉換成4~20mA的模擬信號，通過變頻器內置的PID控制器，來改變電動水泵轉速。經(jīng)測算，電機采用變頻調速技術運行后，一般可節(jié)電20%一40%，因此這項技術具有廣闊的使用前景，可被廣泛應用于改造鍋爐、風機、水泵、制冷機等設備的運行方式，以用來降低壓差損耗以及起停電機的電耗。61～69 [3] ，2000：1～27 [4] 陳虹，[J]，給水排水2001 [5] 陳潤泰,1998年第1期 [6] 何超．交流變頻調速技術．北京：北京航空航天大學出版社，[7] 蔣藝，楊俊生 變頻調速器在供水系統(tǒng)中的應用，21（5）,49～50. [8] 張迎新．單片微型計算機原理、應用及接口技術國防工業(yè)出版社，2003[9] 張玉燕，,3（8）,43～44 [10] ，2003：21～35 [11] [:上海交通大學出版社，1989:92一105. [12] 趙相賓，13(6):l～12. [13] [14] 余永權,李小青,1992年第1版:135～160 [15] 薛鈞義,社,1997年第2版 [16] 何熙文,徐承深,[17] ,2003年第1版 [18] 滿永奎，韓安榮，:6～10 [19] ,2003第1版:220～224 [20] 崔金貴，變頻調速恒壓供水系統(tǒng)在建筑給水應用的理論探討[J].蘭州鐵道學院學報，2000，19(1):8488. [21]黃立培,2000 [22] Mousavi H,Ramamurthy in Water Resources,2000(613)[23] Eker、lyas，Operation and control of a water supply system,ISA Transactions July, 2003,(3)：461～473 [24] with teeth 六、指導教師意見 指導教師簽字： 年 月 日七、系級教學單位審核意見：審查結果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責人簽字：年 月 日附錄2燕 山 大 學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述 課題名稱：單片機控制的變頻調速恒壓控水系統(tǒng)學院（系）：*** 年級專業(yè)：***學生姓名：***指導教師：***完成日期：一、課題國內外現(xiàn)狀變頻技術是利用大功率半導體器件及其相應的控制與保護電路來實現(xiàn)電能頻率參量的控制與變換，以實現(xiàn)電力的某些使用目的，并提高其使用質量與效率的一種技術。61～69 [3] ，2000：1～27 [4] 陳虹，[J]，給水排水2001 [5] 陳潤泰,1998年第1期 [6] 何超．交流變頻調速技術．北京：北京航空航天大學出版社，[7] 蔣藝，楊俊生 變頻調速器在供水系統(tǒng)中的應用，21（5）,49～50. [8] 張迎新．單片微型計算機原理、應用及接口技術國防工業(yè)出版社，2003[9] 張玉燕，,3（8）,43～44 [10] ，2003：21～35 [11] [:上海交通大學出版社，1989:92一105. [12] ，13(6):l～12. [13] [14] 余永權,李小青,1992年第1版:135～160 [15] 薛鈞義,1997年第2版 [16] 何熙文,徐承深,[17] ,2003年第1版 [18] 滿永奎，韓安榮，:6～10 [19] ,2003第1版:220～224 [20] [J].蘭州鐵道學院學報，2000，19(1):8488. [21]黃立培,2000 [22] Mousavi H,Ramamurthy in Water Resources,2000(613)[23] Eker、lyas，Operation and control of a water supply system,ISA Transactions July, 2003,(3)：461～473 [24] with teeth 附錄1燕 山 大 學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱：單片機控制的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)學院（系）：**年級專業(yè)：**學生姓名：**指導教師：**完成日期：一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義水已經(jīng)成為中國21世紀的熱點問題，水有其自然屬性，它既是一種特殊的、不可替換的資源，又是一種可重復使用、可再生的資源；水又有其經(jīng)濟和社會屬性，不僅工業(yè)、農業(yè)的發(fā)展要靠水，水更是城市發(fā)展、人民生活的生命線。這篇論文能順利完成，有賴于王老師的悉心指導。由電子系統(tǒng)控制供水壓力恒定比傳統(tǒng)的人工控制更加穩(wěn)定準確，同時系統(tǒng)為自適應平衡調節(jié)，比之傳統(tǒng)方式對水壓變化的反應也更迅速，所以大大提高了供水質量。系統(tǒng)多于2臺水泵時, 切換原理相同, 但需增加判斷多臺水泵開、停狀態(tài)的循環(huán)判斷程序。 圖51主程序框圖 Figure 51 Block diagram of main program T1中斷服務程序包括了除主程序以外的所有子程序的管理和應用，如壓力檢測、繼電器控制等。 D/A轉換器DAC0832 : 08XXH。軟件Watchdog技術的原理和硬件差不多，只不過是用軟件的方法實現(xiàn)。 圖45 控制輸入電路 Figure 45 Control circuit of input 系統(tǒng)電壓監(jiān)控及Watchdog電路 Watchdog電路，又叫Watchdog timer，俗稱“看門狗”。反饋壓力采集程序如下。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 主控單片機引腳說明 本文所使用的AT89C51單片機引腳分布見圖42。當用水量增加時, 控制器控制變頻器使電動機的電壓和頻率加大, 水泵轉速升高, 出水量增加。變頻器根據(jù)負載的轉動慣性的大小，在啟動和停止電機時所需的時間就不同，設定時間過短會導致變頻器在加速時過電流，在減速時過電壓保護；設定時間過長會導致變頻器在調速運行時使系統(tǒng)變得調節(jié)緩慢，反應遲滯，應變應變能力差，系統(tǒng)易處于短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。當晚上用水量大量減少時，水壓增加，水泵1電機在變頻器作用下，變頻器輸出頻率下降，電機轉速下降，水泵輸出流量減少，當變頻器輸出頻率下降到指定值fmin，電機轉速下降到指定值，水管水壓高于設定水壓上限Pk時（f=fmin，P＜Pk），在系統(tǒng)控制下，水泵2電機在工頻斷開，2水泵1繼續(xù)在變頻器拖動下變頻運行。 Ⅰ 水泵2變頻啟動，頻率達到50Hz，水泵1變頻運行，水泵2工頻運行。 變頻調速的基本原理 系統(tǒng)中的水泵機組應用變頻調速技術。由于芯片中組合有多功能8位CPU和閃爍存儲器，ATMEL的AT89C51是一種功能強大、性價比高的微控制器，廣泛應用于各種控制領域。因此國內很多企業(yè)生產類似于51系列的增強型的單片機，這些芯片，保留了8051單片機的功能特性的同時，增強了其功能，比如采用流水線，單周期執(zhí)行周期等，使單片機運算速度提高十倍以上。這些技術的進步大大地提高了單片機的內部密度和可靠性。Philips公司的單片機P87LPC762是一個很典型的例子，在空閑時， mA，而在節(jié)電方式中。這些部件包括一般常用的電路，例如：定時器，比較器，A/D轉換器，D /A轉換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。中國單片機市場經(jīng)過近三十年的發(fā)展，及在國家的支持下，也產生了一些非常優(yōu)秀的單片機設計生產廠家。在指令系統(tǒng)方面,普遍增設了乘除法和比較指令。從此,單片機開始迅速發(fā)展,應用領域也在不斷擴大。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們所說的單片機的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。我國的交流變頻調速技術雖起步晚，但是已取得了巨大發(fā)展，變頻技術逐步應用在各個領域，尤其在風機、水泵方面，但同國外仍有一定的差距，我們還要大力發(fā)展自己的電力電子技術。以小電流控制大功率的變換，但其開關頻率低，只能導通不能自關斷。 眾所周知，水是生產生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低。 (2)國內中小型供水廠變頻恒壓供水系統(tǒng) 這類變頻供水系統(tǒng)主要用于中小供水廠或大中城市的輔助供水廠。因此，在決定額定揚程和額定流量時，通常裕量較大。兩者之差?P便是轉速控制方式節(jié)約的供水功率，它與面積KCEJ（圖中的陰影部分）成正比。這時，管阻特性將隨閥門開度的改變而改變，但揚程特性則不變。供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 f. 通過通信控制，可以實現(xiàn)五人職守，節(jié)約了人力物力。綜上所述，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)浪費了很多水力資源和電力資源，效率低下，且可靠性低，嚴重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。但它是由位置高度形成的壓力來進行供水的，為此，需要建造水塔或將水箱置于建筑物的頂部[5]。要安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟可靠的管理好遍布全城的供水管網(wǎng)，一定要有一個滿足供水特點的、先進的自動化供水控制系統(tǒng)?；鹆Πl(fā)電廠用電動機驅動的輔機主要是風機水泵、給水泵、循環(huán)水泵、空壓機和磨煤機等，據(jù)初步調查，其中50%60%的風機、水泵可以改為調速運行。變頻調速技術已深入我們生活的每個角落，在國民經(jīng)濟和日常生活中占有重要地位:應用面廣，是工業(yè)企業(yè)和日常生活中普遍需要的新技術。本文提出的系統(tǒng)設計方案是以ATMEL公司的AT89C51為基礎，同時描述了包括變頻器和傳感器在內的硬件控制系統(tǒng)和相應的軟件控制系統(tǒng)。（ ）；（ ）；（ ）。因此，有利于節(jié)能節(jié)水的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)得到了更廣泛的應用。AT89C51 mcu 目錄摘要 ⅠAbstract II第1章 緒論 1 變頻調速技術概況 1 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)產生的背景及研究意義 2 傳統(tǒng)供水方式 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點 3 變頻調速恒壓供水節(jié)能分析 3 變頻供水系統(tǒng)應用范圍 7 研究意義 7 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展 8 本文主要研究內容 9 本章總結 9第2章 單片機概述 10 單片機簡介 10 單片機的發(fā)展史 11 單片機的發(fā)展趨勢 12 AT89C51單片機簡介 14 本章總結 14第3章 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 15 變頻調速的基本原理 15 系統(tǒng)工作過程 15 系統(tǒng)的參數(shù)選取及調速范圍 16 本章總結 17第4章 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)的硬件設計 18 主控單片機引腳說明 19 19 輸出控制電路 20 控制輸入電路 21 系統(tǒng)電壓監(jiān)控及Watchdog電路 22 本章總結 23第5章 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)的軟件設計 25 單片機接口地址分配和控制端口功能 25 軟件程序設計 25 本章小結 28結論 29致謝 30參考文獻 31附錄1 33附錄2 37附錄3 43附錄4 48附錄5 54 第1章 緒論 變頻調速技術概況 變頻技術是利用大功率半導體器件及其相應的控制與保護電路來實現(xiàn)電能頻率參量的控制與變換，以實現(xiàn)電力的某些使用目的，并提高其使用質量與效率的一種技術。經(jīng)測算，電機采用變頻調速技術運行后，一般可節(jié)電20%一40%，因此這項技術具有廣闊的使用前景，可被廣泛應用于改造鍋爐、風機、水泵、制冷機等設備的運行方式，以用來降低壓差損耗以及起停電機的電耗[2]。 變頻調速恒壓供水系統(tǒng)產生的背景及研究意義 我國國民經(jīng)濟正處于迅猛發(fā)展時期，能源緊缺是制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，節(jié)能節(jié)水是我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基本國策。這種系統(tǒng)形式簡單、造價最低，但耗電、耗水嚴重，水壓不穩(wěn)，供水質量極差。罐的占地面積與水塔水箱供水方式相比較小，而且可以放在地上，設備的成本比水塔水箱要低得多。 c. 配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。 2．管阻特性 以水泵的轉速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下，全揚程HT與流量Q間關系的曲線HT=f(Q)，稱為管阻特性曲線。常見的方法有閥門控制法和轉速控制法兩種。仍以用戶所需流量等于60%QN為例