【正文】 d_tune(struct _pid *pid, float p_gain, float i_gain, float d_gain, int dead_band) { pidpgain = p_gain。 pidpv = process_point。 /* pid_init DESCRIPTION This function initializes the pointers in the _pid structure to the process variable and the setpoint. *pv and *sp are integer pointers. */ void pid_init(struct _pid *warm, int process_point, int set_point) { struct _pid *pid。 int process_point, set_point,dead_band。 }。 int deadband。 float igain。 /*integer that contains the set point*/ float integral。//八通道 } } } XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 22 附錄 2： PID控制子程序 include include include struct _pid { int pv。 5 為高電平 number++。 5 是否按下 { while(!P3_5)。 }} void key() { if(!P3_5)// 是否按下 { delaynms(20)。//送相關(guān)通道數(shù)組 oe=0。//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 oe=1。 delaynms(1)。 st=1。//選通通道 oe=0。i8。 }} XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 21 void ad0809() { uchar i,m=1。//送通道號顯示 P2=0x0e。// 選通第三個數(shù)碼管 delaynms(3)。//送整數(shù)顯示 P0_7=0。//選通第二個數(shù)碼管 delaynms(3)。 P0=tab[ad_data2]。//送小數(shù)點后第二位顯示 P2=0x07。a10。//讀 得的數(shù)據(jù)乘以 2 再乘以 98%再分出十位 ad_data3=(((ad_0809*49/25)%100)%10)。 ad_data1=(ad_0809*49/25)/100。i++) {。 while(x0) { for(i=0。//把相關(guān)通道數(shù)據(jù)給 ad_0809 display()。//調(diào) AD0809 啟動子程序 key()。 P1=0x00。//芯片啟動程序 void key()。//nms 延時程序 void display()。 uchar x[8]。//通道先擇數(shù)組 uint ad_0809,ad_data1,ad_data2,ad_data3,ad_data0。 uchar codetab[]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09}。 sbit oe=P3^1。針對傳統(tǒng)控制模式的缺陷，提出了綜合考慮水壓和水量平衡的自適應(yīng)平衡調(diào)節(jié)方法，為該供水控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了依據(jù)。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低，避免水泵在低效率段運行。 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 16 軟件的程序設(shè)計圖 a. 主程序框圖 圖 主程序流程圖 b. 繼電器控制子程序 圖 繼電器控制流程圖 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 17 c. A/D子程序 圖 A/D 子程序流 程圖 d. PID控制子程序 圖 PID 計算子程序流程圖 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 18 5 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)合我國供水的現(xiàn)狀，設(shè)計了一套一拖多的控制系統(tǒng)，在這個畢業(yè)設(shè)計中有如下認識； a. 在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，單臺水泵工況的調(diào)節(jié)是通過變頻器來改變電源的頻率 f，來改變電機的轉(zhuǎn)速 n，從而改變水泵性能曲線得以實現(xiàn)的，分析水泵工況點激流調(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)速實現(xiàn)恒壓供水，當轉(zhuǎn)速降低時。 AVR和 pic都是跟 8051結(jié)構(gòu)不同的 8位單片機，因為結(jié)構(gòu)不同，所以匯編指令也有所不同，而且 區(qū)別于使用 CISC指令集的 8051， 他們都是 RISC指令集的，只有幾十條指令，大部分指令都是單指令周期的指令，所以在同樣晶振頻率下，較 8051速度要快。當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 RST 復(fù)位信號：當輸入的信號連續(xù) 2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位初始化操作，當復(fù)位后程序計數(shù)器 PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼。 在前面的學(xué)習(xí)中我們已知道，8031單片機內(nèi)部是沒有 ROM的，那么在應(yīng)用 8031單片機時，這個腳是一直接低電平的。 擴展外部 ROM：當讀取內(nèi)部程序存儲器超過 0FFFH（ 8051） 1FFFH（ 8052）時自動讀取外部 ROM。 PORG為編程脈沖的輸入端：在 8051單片機內(nèi)部有一個 4KB或 8KB 的程序存儲器（ ROM）， ROM的作用就是用來 存放用戶需要執(zhí)行的程序的，通過編程脈沖輸入才能寫進去的，這個脈沖的輸入端口就是 PROG。 在沒有訪問外部存儲器期間， ALE以 1/6 振蕩周期頻率輸出（即 6分頻），當訪問外部存儲器以 1/12振蕩周期輸出（ 12分頻）。 ALE有可能是高電平也有可能是低電平，當 ALE是高電平時，允許地址鎖存信號，當訪問外部存儲XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 15 器時， ALE信號負跳變（即由正變負）將 P0 口上低 8位地址信號送入鎖存器。 ALE/PROG 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴展時， ALE用于控制把 P0 口的輸出低 8位地址送鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。單片機是 70年代中期 發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路芯片，是 CPU、 RAM、 ROM、 I/O接口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件。 g. RTX51實時操作系統(tǒng)：簡化了復(fù)雜的實時應(yīng)用軟件項目的設(shè)計 [8]。 e. LIB51庫管理器：從目標模塊生成鏈接器可以使用的庫文件。 c. AX51宏匯編器：從 8051匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標模塊。它將項目管理、源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個強大功能的環(huán)境中。 KEIL編譯器 KEIL開發(fā)工具套件可用于編譯 C源程序、匯編源程序、鏈接和定位目標文件及庫，創(chuàng)建 HEX文件以及調(diào)試目標程序。 編譯器的算法技 術(shù)支持（ float和 long）很重要。它支持浮點或長整數(shù)、重入和遞推。 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 14 b. IAR: 瑞典的 IAR是支持分體切換的編譯器。 AD0809 的數(shù)據(jù)輸出公式為： Dout=Vin*255/5=Vin*51,其中 Vin為輸入模擬電壓，Vout為輸出數(shù)據(jù)。 AT89S51的輸出XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 13 頻為晶振頻的 1/6（ 2MHZ）， AT89S1 與 SUN7474 連接經(jīng)與 7474的 ST 腳提供 AD0809 的工作時鐘。這要求查詢程序待 EOC無效后再開始查詢，轉(zhuǎn)換完成后， EOC 輸出高電平，再由 OE 變?yōu)楦唠娖絹磔敵鲛D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 c. AD0809轉(zhuǎn)換電路 電路見圖 ，主要由 AD 轉(zhuǎn)換器 AD0809，頻率發(fā)生器 SUN7474，單片機 AT89S51及顯示用數(shù)碼管組成。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。它由一個 8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成 ，如圖 。另外為了顯示小數(shù)點，增加了 1 個點狀的發(fā)光二極管，因此數(shù)碼管就由 8 個 LED 組成，我們分別把這些發(fā)光二極管命名為a,b,c,d,e,f,g,dp，排列順序如下圖 。通過解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字 ， 這就是它的工作原理 。 脈沖寬度計算公式： TW =(R1+RW+R2)C 振蕩周期計算公式： T=(R1+ RW+2*R2)C 從而通過控制振蕩周期和脈沖寬度就可以控制定時時間。電路使用電阻電容產(chǎn)生 RC定時電路，用于設(shè)定脈沖的周 期和脈沖的寬度。 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 555定時器復(fù)位電路 用 NE555組成的硬件定時復(fù)位系統(tǒng)，可以有效地防止程序死機現(xiàn)象。系統(tǒng)的顯示采用 4片 74LS164驅(qū)動 LED，使用 8951的串行通訊口 TXD， DXD。 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 9 3 變頻恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件總體說明 單片機系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 框架圖如圖 。本章重點對變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中水泵能耗機理進行深入研究，得到以下幾個結(jié)論： a. 水泵的工作點就是在同一坐標系中水泵的性能曲線和管路性能曲線的交點 ， 水泵工作點是水泵運行的理想工作點 ， 實際運行時水泵的工作點并非總是固定不變的。接著介 紹了水泵工況調(diào)節(jié)的幾種常用方法。相反，采用變頻調(diào)速控制水泵電機時，當轉(zhuǎn)速在允許范圍內(nèi)降低時，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，在可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)與恒速泵供水方式中用閥門增加阻力的流量控制方式相比，節(jié)能效果顯著。 在圖 B點時消耗的軸功率與 H1BQ1O的面積成正比，運行在 C點時消耗的軸功率與 H2CQ1O的面積成正比，從圖 26 上可以看出，在流量相同的情況下，采用變頻調(diào)速控制比恒速泵控制節(jié)能效果明顯。 運行工況點沿著水泵性能曲線從 A點移到 D點，揚程從 H0上升到 H1，流量從 Q0減少到 Q1。 水泵變頻調(diào)速節(jié)能分析 水泵運行工況點 A是水泵性能曲線 n1和管道性能曲線 R1的交點。當水泵電機選定后， p和 s為定值，也就是說電機轉(zhuǎn)速與電源的頻率高低成正比，頻率越高，轉(zhuǎn)速越高，反之，轉(zhuǎn)速 越低，變頻調(diào)速時是根據(jù)這一公式來實現(xiàn)無級調(diào)速的。另外，變頻器本身具有過電流、過電壓、失壓等多種保護功能，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。根據(jù)以上分析表明，選擇供水管網(wǎng)最不利點允許的最低壓力為控制參數(shù)，通過壓力傳感器以獲得壓力信號，組成閉環(huán)壓力自控調(diào)速系統(tǒng)，以使水泵的轉(zhuǎn)速保持與調(diào)速裝置所設(shè)定的控制壓力相匹配，使調(diào)速技術(shù)和自控技術(shù)相結(jié)合，達到最佳節(jié)能效果。 XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 7 根據(jù)水泵相似原理： Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=(n1/n2)*2 P1/P2=(n1/n2)*3 式中， Q、 H、 P、 n分別為泵流量、壓力、軸功率和轉(zhuǎn)速。 ★ 水泵變速運轉(zhuǎn)，靠管網(wǎng)取不利點壓力恒定來控制；此時，當用水量由 Qmax下降到 Q1時，水泵降低轉(zhuǎn)速，水泵的特性曲線 n1，其工況點為 d點，正好落在管網(wǎng)特性曲線 A0上，這樣可以使水泵的工作點式中沿著 A0滑動，管網(wǎng)的服務(wù)壓力 H0恒定不變，其揚程與系統(tǒng)阻力相適應(yīng)，沒有 能量的浪費。在水量到達 Q1時，相應(yīng)的水泵特性趨向為 nx。但由于 采用泵出口壓力恒量方式工作。 圖 節(jié)能分析曲線圖 ★ 水泵全速運轉(zhuǎn)，靠關(guān)小泵出口閥門來控制；此時，管路阻力特性曲線變陡（ A2），水泵的工況點由 b點上滑到 c點，而管路所需的揚程將由 b點滑到 d 點，這樣 c點和 d點揚程的差值即為全速水泵的能量浪費。 如圖 ， n為水泵特性曲線， A 管路特性曲線， H0為管網(wǎng)末端的服務(wù)壓力，H1為泵出口壓力。 圖 1和 2機組工作過程流程圖 變頻調(diào)速的基本調(diào)速原理 水泵機組應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。 1電機開始軟 啟動。 切換過程Ⅲ XXX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 5 由 2電機變頻運行轉(zhuǎn)變?yōu)?2電機變頻停止， 1電機變頻運行狀態(tài)。 切換過程Ⅱ 由 1電機工頻運行， 2電機變頻運行轉(zhuǎn)變?yōu)?2電機單獨變頻運行狀態(tài)。接著 KM3得電， 2電機接至變頻器輸出端，接通變頻器 FWD端，變頻器 BX端斷開， 2電機開始軟啟動，運行一段時間后 ，開啟 2泵閥門， 2水泵電機工作在變頻狀態(tài)。變頻器對拖動 1泵的電動