【文章內(nèi)容簡介】 路，其電路接線圖如圖38所示。PC817光電耦合器廣泛用在電腦終端機(jī)，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測量儀器，影印機(jī)，自動(dòng)售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，簡化電路設(shè)計(jì)。圖38 光電隔離繼電器驅(qū)動(dòng)電路 變頻器的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變頻器采用歐姆龍公司的3G3MV變頻器。3G3MV變頻器是一種通用變頻器，它具有豐富的指令功能，可進(jìn)行V/F控制和無傳感器的矢量控制，自身帶有RS485/422通訊接口，可與上位機(jī)（如PC和PLC）通訊。變頻器內(nèi)部還帶有浪涌電流控制回路等，具有完善的報(bào)警和保護(hù)功能。其指令中的參數(shù)常數(shù)的復(fù)制和管理，均可通過操作器和遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)定，使用非常方便。其變頻器的接口電路如圖39所示。圖39 變頻器接口電路 壓力傳感器的選擇本設(shè)計(jì)采用MIKP300型擴(kuò)散硅壓力變送器，MIKP300型采用擴(kuò)散硅壓力芯體作為敏感元件，內(nèi)置處理電路將傳感器毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓﹑電流﹑頻率信號(hào)輸出，可直接與計(jì)算機(jī)、控制儀表﹑顯示儀表等相連?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。其技術(shù)性能見表31所示。表31 壓力傳感器技術(shù)性能供電電源24VDC輸出信號(hào)4～20mA、1～5V、0～10mA、0～20mA、0～5V、RS485量程范圍…0～…100Mpa補(bǔ)償溫度10～70℃介質(zhì)溫度40～125℃環(huán)境溫度40～85℃外殼防護(hù)IP65壓力類型表壓絕壓密封壓綜合精度、零點(diǎn)溫度漂移177。%FS/℃靈敏度溫度漂移177。%FS/℃過載壓力200%FS長期穩(wěn)定性≤%FS/年固有頻率5kHz～650kHz其接口電路圖如310所示。 圖310 壓力傳感器接口圖 顯示器與鍵盤電路設(shè)計(jì) 顯示器接口電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用LCD12864液晶顯示器進(jìn)行顯示，LCD12364與單片機(jī)采用串行通信的方式，這樣能節(jié)約單片機(jī)89C51的I/O接口。其顯示器接口電路如圖311所示。圖311 顯示器接口電路 鍵盤電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用獨(dú)立式按鍵，鍵盤接口電路如圖312所示，功能鍵有S1確定鍵，S2加數(shù)鍵，S3減數(shù)鍵。S1確定鍵：該按鍵對鍵盤輸入的數(shù)字進(jìn)行確認(rèn)，送往單片機(jī)。S2加數(shù)鍵：該鍵每按一次該鍵，從而進(jìn)行加壓力數(shù)值，改變當(dāng)前的設(shè)定值。S3減數(shù)鍵：該鍵每按一次該鍵，從而進(jìn)行減壓力數(shù)值，改變當(dāng)前的設(shè)定值。圖312 鍵盤接口電路 報(bào)警及電源電路為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本設(shè)計(jì)采用了蜂鳴報(bào)警器，如圖313所示。，則三極管將交替的工作于截止、飽和狀態(tài)，形成高低電平波。圖313 報(bào)警電路電源模塊包含變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四部分，其中穩(wěn)壓部分采用LM7805集成塊，如圖314所示。而DAC0832的輸出功放和DAC0832的基準(zhǔn)電壓輸入用獨(dú)立電源模塊，其電源模塊如圖315所示，獨(dú)立電源模塊將220V，50Hz市電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流12V至+12V的雙極性輸出。圖314 電源電路 圖315 獨(dú)立電源電路 本章小結(jié) 本章介紹了恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，用protel軟件畫出各個(gè)小回路，同時(shí)詳細(xì)介紹各個(gè)回路的作用以及功能。還介紹了單片機(jī)的功能。第4章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)變頻恒壓供水系統(tǒng)主流程圖圖41 系統(tǒng)的主程序流程圖主程序主要實(shí)現(xiàn):系統(tǒng)初始化、讀取數(shù)據(jù)、鍵盤顯示子程序的調(diào)用，控制繼電器輸出等功能。系統(tǒng)的主程序流程圖如41圖。 A/D子程序 A/D轉(zhuǎn)換采用定時(shí)轉(zhuǎn)換的方式，啟動(dòng)A/D后，用軟件延時(shí)2us，再讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果，其流程圖如圖42所示。圖42 A/D子程序流程圖 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序包含了除主程序之外的所有子程序的管理和應(yīng)用，其程序流程圖如圖43所示。圖43 中斷服務(wù)程序流程圖 繼電器控制子程序供水系統(tǒng)中，用兩個(gè)水泵來工作，繼電器控制子程序完成水泵2的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止控制。由于變頻器的控制量與水泵1的運(yùn)轉(zhuǎn)速度直接相關(guān)，因此程序根據(jù)變頻器的控制量大小就可以判斷水泵1的工作狀態(tài)，如控制量為零，說明系統(tǒng)壓力過高，水泵1經(jīng)調(diào)至最低的轉(zhuǎn)速，這是需要水泵2停止工作；如果控制量為最大值，說明系統(tǒng)壓力過低，水泵1已經(jīng)調(diào)至最高轉(zhuǎn)速，這時(shí)需要水泵2投入運(yùn)行。由于供水系統(tǒng)壓力變化慣性較大，所以當(dāng)控制量出現(xiàn)最大或者最小值后，需要延時(shí)一段時(shí)間，在延時(shí)階段經(jīng)過反復(fù)測量，如果控制量一直不變，再進(jìn)行切換，系統(tǒng)多于2臺(tái)水泵時(shí)，切換原來相同。其繼電器控制子程序流程圖如圖44所示。圖44 繼電器控制子程序流程圖 本章小結(jié) 本章介紹了單片機(jī)變頻恒壓供水系統(tǒng)的單片機(jī)控制器軟件包括住程序、控制量計(jì)算子程序、繼電器控制子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、中斷顯示子程序和頻率輸出子程序等。總 結(jié)本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)以變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于變頻器強(qiáng)大而靈活的控制功能變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。該系統(tǒng)變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的5%范圍內(nèi)。恒壓供水在日常生活中非常重要，基于變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費(fèi)用。對整個(gè)供水過程來說，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。致 謝文本是在導(dǎo)師董娜娜老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題、研究方案的實(shí)施到論文的撰寫和修改，董娜娜老師指出了我的不足，給我提供了很多指導(dǎo)和幫助，這篇論文凝聚著老師的大量心血。董娜娜老師的認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度，創(chuàng)造性和多角度思考的思維方式，一絲不茍的工作作風(fēng)給我?guī)砗芏嗟膯⒌虾徒陶d。在此，特向董娜娜老師表示最深厚的感謝!大學(xué)生活即將結(jié)束，在這段大學(xué)光陰中，得到了很多。感謝長春工業(yè)大學(xué)人文信息對我的栽培，這片土地有我的很多美好回憶，不但另我在學(xué)習(xí)上有很大的提高，在自身修養(yǎng)和綜合素質(zhì)上也有了明顯的進(jìn)步。感謝大學(xué)中的朋友和同學(xué)，你們的鼓勵(lì)一直是我前進(jìn)的動(dòng)力，你們的存在使我的大學(xué)生活更加多姿多彩。感謝大學(xué)中的所有授課老師在學(xué)習(xí)上給于我的幫助，是你們讓我明白知識(shí)的浩瀚和知識(shí)的重要性。最后感謝在這篇論文中給我提供支持和指導(dǎo)、建議的同學(xué)和其他老師，你們的指導(dǎo)讓我受益匪淺，正是你們無私幫助，論文才能順利地完成，這里也衷心地感謝他們。參 考 文 獻(xiàn)[1] 于微波，張德江．計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M]．北京:高等教育出版社. 2011.[2] 林育茲．變頻器應(yīng)用案例[M]．北京：高等教育出版社. 2007.[3] 張燕賓．變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐[M]．機(jī)械工業(yè)出版社. 2000.[4] [M]．電子工業(yè)出版社. 2011.[5] 金傳偉，毛宗源．變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．電子技術(shù)應(yīng)用. 2000.[6] 劉國榮. 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1996.[7] 李華，孫曉民，李紅靜. MCS51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社. 1999.[8] 孟鳳果，曹振君. 單片機(jī)應(yīng)用自學(xué)通[M]．北京：中國電力出版社. 2005.[9] 陸安定. 電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造使用手冊[M]．上海：上?？萍汲霭嫔? 1995.[10] 楊素行. 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M]．北京：清華