【正文】 +A2*ek2JNO NOVER3JS NG3MOV DH,80HJMP NOVER3NG3: MOV DH,7FHNOVER3: MOV BX,OFFSET uk1MOV AX,[BX]ADD DX,AX 。A1*ek1JNO NOVER2JS NG2MOV DH,80HJMP NOVER2NG2: MOV DH,7FH NOVER2: PUSH DXMOV BX,OFFSET ek2MOV AL,[BX]MOV DL,A2IMUL DL。A0*ek MOV DX,AXPUSH DXMOV BX,OFFSET ek1MOV AL,[BX]MOV DL,A1IMUL DL。 陳煒。 甘 恒 二○一○年六月十日參考文獻(xiàn)[1] 杜消府．小氣壓罐與變頻調(diào)速結(jié)合的節(jié)能供水系統(tǒng)[J ]，中國(guó)給水排水，2005年07期：77.[2] 韓安榮．通用變頻器及其應(yīng)用[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[3] 宋舒, 王秋才．高層建筑恒壓供水控制系統(tǒng)[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)，1999年08期：23.[4] 孔全．建筑二次供水方式及優(yōu)缺點(diǎn)探析[J]，科技資訊，2001年03期：76.[5] 李斌。沒(méi)有林勇老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒(méi)有我論文的順利完成。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師林勇老師。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。回首既往，自己一生最寶貴的時(shí)光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過(guò)，實(shí)是榮幸之極。水泵轉(zhuǎn)速的工礦調(diào)節(jié)必須限制在一定范圍以內(nèi)，也就是不要使變頻器頻率下降得過(guò)低，避免水泵在低效率段運(yùn)行。來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，從而改變水泵性能曲線得以實(shí)現(xiàn)的，分析水泵工況點(diǎn)激流調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)能耗比較土，可以看出利用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)恒壓供水，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)。該設(shè)計(jì)針對(duì)上述問(wèn)題，要求研制變頻調(diào)速恒壓供水控制器，該控制器是基于單片機(jī)為核心，以管網(wǎng)水壓為設(shè)定參數(shù)，通過(guò)控制變頻器的輸出頻率從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)(PID)，使供水系統(tǒng)自動(dòng)穩(wěn)定于設(shè)定的壓力值。結(jié) 論本文在分析和比較用于供水行業(yè)的控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)供水的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套一臺(tái)水泵工作于工頻，另一臺(tái)調(diào)速的控制系統(tǒng)。因?yàn)榍耙粻顟B(tài)若為停止，則前一個(gè)輸出和e（k）都應(yīng)為零，而單片機(jī)記錄的u(k1),e(k),e(k1),e(k2)是停機(jī)前一個(gè)狀態(tài)的參數(shù)，應(yīng)該要?dú)w零處理。這里采用的PID增量式算法。 PID控制流程 PID算法流程圖該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)采用PID控制算法。這時(shí)KM11閉合控制，變頻器起到軟啟動(dòng)器的作用，帶動(dòng)電機(jī)到工頻后變頻器停止輸出，繼電器自動(dòng)將電機(jī)切換到電網(wǎng)。5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程 主程序流程圖單片機(jī)上電后首先執(zhí)行的是初始化和自檢，初始化包括標(biāo)志位和變量的初始化、中斷初始化、設(shè)置各接口芯片初始化、各種程序模塊的初始化等；然后，程序進(jìn)入主循環(huán)；最后進(jìn)入PID計(jì)算及各種控制信號(hào)的輸出部分。編程時(shí)在適當(dāng)?shù)奈恢眉右粭l喂狗指令即可。時(shí)間到后由RESET輸出一個(gè)高電平信號(hào)。 其它部分電路1）顯示電路 顯示模塊顯示部分采用循環(huán)掃描的方式，P0口傳輸顯示的內(nèi)容。時(shí)鐘通過(guò)單片機(jī)ALE用74LS74（D觸發(fā)器）進(jìn)行二分頻得到。通過(guò)ADC0809的模擬量輸入口（IN0~IN7）進(jìn)行AD采樣。在變頻器端，再通過(guò)一個(gè)RS232轉(zhuǎn)RS485的轉(zhuǎn)換卡，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器能識(shí)別的信號(hào)來(lái)完成通信過(guò)程。進(jìn)而控制主繼電器KM1和KM2來(lái)控制電機(jī)的接入或斷開(kāi)。其中以一塊12MHz的晶震為核心。將電壓穩(wěn)定在5V。電容CC2起濾波作用。1） 系統(tǒng)供電電路 電源模塊，系統(tǒng)供電將220V的市電轉(zhuǎn)換成5V直流電。 單片機(jī)部分硬件設(shè)計(jì) 主要部分電路 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)時(shí)間繼電器延時(shí)到， M1啟動(dòng)到工頻，M1與變頻器斷開(kāi)直接接到電網(wǎng)運(yùn)行。其中KM11，KM22為單片機(jī)控制的接觸器的觸點(diǎn)。可以通過(guò)按鍵控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)電位器來(lái)控制變頻器的輸出頻率，來(lái)控制系統(tǒng)水壓。 控制電路梯形圖，圖中A部分為當(dāng)失控時(shí)，通過(guò)變頻器設(shè)置且斷開(kāi)QF閉合QF3，QF4設(shè)置為手動(dòng)控制。當(dāng)負(fù)載增加，水壓減少到一值時(shí)再將M2投入運(yùn)行。電機(jī)M1的作用是在供水系統(tǒng)用水量最小的情況時(shí)，維持管道水壓。顯然在u(k), e(k)都小于設(shè)定值的情況下，用戶需要的用水量必然在低用水量區(qū)，這時(shí)讓單片機(jī)控制變頻器停止工作。變頻器停止工作取決于是否在低用水量區(qū)，但用戶需要的用水量難以測(cè)量。這時(shí)電機(jī)M1直接接入電網(wǎng)，電機(jī)M2直接接到變頻器。電機(jī)M1的起動(dòng)過(guò)程，變頻器相當(dāng)于軟啟動(dòng)器的作用。 泵啟停與用水量關(guān)系圖2）系統(tǒng)的啟動(dòng)與運(yùn)行系統(tǒng)啟動(dòng)將首先將電機(jī)M1投入運(yùn)行。依靠水壓在容許范圍，必要時(shí)配合氣壓罐來(lái)增大系統(tǒng)阻尼。當(dāng)用水量回到低用水量帶時(shí)，變頻器又停止工作，只由泵M1供水。這時(shí)變頻器不工作，電機(jī)M2不工作。除了氣壓供水罐外，其它設(shè)備是必需的。 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖 實(shí)際供水系統(tǒng)示意圖，M2作變頻調(diào)速電機(jī)。主要包括：主電路和控制電路。主要包括：A/D轉(zhuǎn)換采樣及PID控制，用戶按鍵輸入及顯示屏顯示，單片機(jī)與變頻器通信。[11]2. 數(shù)字PID增量型算法由式(35)可看出，位置型控制算式不夠方便，這是因?yàn)橐奂悠頴（i），不僅要占用較多的存儲(chǔ)單元，而且不便于編寫程序，對(duì)此可將式(35)進(jìn)行如下改進(jìn)： ?uk=ukuk1 =Kpeke(k1)+KIek+KDek2ek1+ek2 (36)其中 KP=1δ 稱為比例增益； KI=KPTTI 稱為積分系數(shù)； KD=KPTDT 稱為微分系數(shù)。 數(shù)字PID控制算法實(shí)現(xiàn)1. 數(shù)字PID位置型控制算法：把式(34)變換為差分方程，為此可作如下近似0tetdt≈i=0kTeidetdt≈ekek1T式中：T為采樣周期，k為采樣序號(hào)。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。 3. 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。 2. 積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。[10] 控制算法該系統(tǒng)采用PID控制方法，將PID算法編入單片機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。如果設(shè)計(jì)戶外產(chǎn)品，必須選用工業(yè)級(jí)。DIP封裝在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可能方便一點(diǎn)。3. Flash和OTP（一次性可編程）相比較，最好是Flash。只因?yàn)閱纹瑱C(jī)通過(guò)編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。隨著INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。變頻器供給電動(dòng)機(jī)的是脈動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，用變頻器供電與用工頻電網(wǎng)供