【正文】 工程中最重要的供水這一環(huán)目前卻存在著很多問題，傳統(tǒng)供水方式己經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會的發(fā)展和需求。 眾所周知，水是生產(chǎn)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(shí)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(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一 直比較落后，自動化程度低。我國的產(chǎn)值能耗是世界上最高的國家之一。 綜上所述，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能顯而易見，所以要大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù) 。由于電動機(jī)在低頻運(yùn)行時，變頻器具有能夠根據(jù)負(fù)載輕重調(diào)整輸入電壓的功能，從而提高了電動機(jī)的工作效率。 所以，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，即使在用水流量的高峰期，電動機(jī)也常常處于輕載狀XXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 態(tài)，其效率和功率因數(shù)都較低。 5． 從電動機(jī)的效率看節(jié)能 在設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時，由于： ① 對用戶的管路情況無法預(yù)測； ② 管阻特性難以準(zhǔn)確計(jì)算； ③ 必須對用戶的需求留有足夠的余地。 所以，轉(zhuǎn)速控制方式與閥門控制方式相比，水泵的工作效率要大得多。 在轉(zhuǎn)速控制方式時，由于在閥門開度不變的情況下，流量 Q*和轉(zhuǎn)速 n*是成正比的，比值 Q*/n*不變。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的最基本的方面。 比較上述兩種調(diào)節(jié)流量的方法可以看出，在所需流量小于額定流量 （ QX＜ 100%QN） 的情況下，轉(zhuǎn)速控制時的揚(yáng)程比閥門控制時小得多，所以轉(zhuǎn)速控制方式所需的供水功率也比閥門控制方式小得多。仍以用戶所需流量等于 60%QN為例，當(dāng)通過降低轉(zhuǎn)速使 QX=60%QN時，揚(yáng)程特性為曲線 ④ ，管阻特性仍為為曲線 ② ，故工作點(diǎn)移至 C 點(diǎn)。轉(zhuǎn)速控制法的實(shí)質(zhì)是通過改變水泵的供水能力來適應(yīng)用戶對流量的需求。 圖 12 調(diào)節(jié)流量的方法與比較 Figure11 Methodb and parison of the regulation flow XXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 如圖 12 所示，設(shè)用戶所需流量 QX為額定流量的 60%（ 即 QX=60%QN） ，當(dāng)通過關(guān)小閥門來實(shí)現(xiàn)時，管阻特性將改變?yōu)榍€ ③ ，而揚(yáng)程特性仍為 曲線 ① ，故供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)移至 E 點(diǎn)，這時：流量減小為 QE（ =QX） ；揚(yáng)程增加為 HE；由式 （ 11） 知，供水功率 PG與面積 0DEJ 成正比。閥門控制法的實(shí)質(zhì)是水泵本身的供水能力不變，而是通過改變水路中的阻力大小來強(qiáng)行改變流量，以適應(yīng)用戶對流量的需求。常見的方法有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。 二、調(diào)節(jié)流量的方法與比較 在供水系統(tǒng)中，最根本的控 制對象是流量。 4． 供水功率 供水系統(tǒng)向用戶供水時所消耗的功率 PG（ KW） 稱為供水功率，供水功率與流量和揚(yáng)程的乘積成正比： PG=CPHTQ（ 11） 式中 CP—— 比例常數(shù)。 3． 供水系統(tǒng)的工作點(diǎn) 揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖 11 中的 N 點(diǎn)在這一點(diǎn)，供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性。 2． 管阻特性 以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下，全揚(yáng)程 HT與流量 Q 間關(guān)系的曲線 HT=f(Q)，稱為管阻特性曲線。 圖 11 供水系統(tǒng)的基本特性 Figure11 Basic characteristics of watersupply system XXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 一、供水系統(tǒng)的特性和工作點(diǎn) 1． 揚(yáng)程特性 以管路中的閥門開度不變?yōu)榍疤?，表明在某一轉(zhuǎn)速下，全揚(yáng)程 HT與流量 Q 間關(guān)系的曲線 HT=f(Q)，稱為揚(yáng)程特性曲線，如圖 11 中的曲線 ① 所示。 變頻調(diào)速恒壓供水節(jié)能分析 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)就是節(jié)能。它們還有一個共同的致命缺點(diǎn)是自動化程度不高，跟不上時代發(fā)展的需求。但缺點(diǎn)是需要壓力罐，其體積大、投資大，又因其壓力變化快、運(yùn)行效率低，因此電能消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高 [6]。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(shè)備的成本比水塔水箱要低得多。另外這種供水方式的水質(zhì)容易受到污染，系統(tǒng)的開、停，將完全由人操作，這將會出現(xiàn)能量的嚴(yán)重浪費(fèi)和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。即使如此，在大型建筑物種還常常不能滿足最不利供水點(diǎn)的供水要求，且難于滿足不斷增長的供水需求。這種供水壓力比較恒定，且有貯水。這種系統(tǒng)形式簡單、造價最低，但耗電、耗水嚴(yán)重，水壓不穩(wěn)，供水質(zhì)量極差。 傳統(tǒng)供水方式 這種供水方式，水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有 ，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。但我國長期以來在城市供水、樓宇供水、工業(yè)生產(chǎn)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度低，效率低下。供水質(zhì)量的好壞直接影響著人民的生活水平和 XXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 企業(yè)的生產(chǎn)效率。 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)產(chǎn)生的背景及研究意義 我國國民經(jīng)濟(jì)正處于迅猛發(fā)展時期，能源緊缺是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，節(jié)能節(jié)水是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基本國策。近幾年來，隨著電力電子技 術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。如果這些設(shè)備都實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速運(yùn)行，按節(jié)電 20%計(jì)算，年節(jié)電可達(dá) 200 億 ，相當(dāng)于裝機(jī) 400 萬 kw 容量的發(fā)電設(shè)備 [3]。一個大型電廠，其輔機(jī)電動機(jī)多達(dá) 250 臺左右。經(jīng)測算，電機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)運(yùn)行后，一般可節(jié)電 20%一 40%，因此這項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的使用前景，可被廣泛應(yīng)用于改造鍋爐、風(fēng)機(jī)、水泵、制冷機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行方式，以用來降低壓差損耗以及起停電機(jī)的電耗 [2]。是高科技領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。是節(jié)約能源的高新技術(shù) 。而變頻調(diào)速技術(shù)就是在變頻的基礎(chǔ)上調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的技術(shù)，其基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（ 1s）／ p，（式中 n、 f、 s、 p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)）；通過改變電動機(jī)工作電源頻率實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 速的改變。AT89C51 mcuXXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 1 前 言 變頻調(diào)速技術(shù)概況 變頻技術(shù)是利用大功率半導(dǎo)體器件及其相應(yīng)的控制與保護(hù)電路來實(shí) 現(xiàn)電能頻率參量的控制與變換，以實(shí)現(xiàn)電力的某些使用目的，并提高其使用質(zhì)量與效率的一種技術(shù)。s AT89C51 based ATMEL, also described including the transducer and sensor control system including hardware, software control systems and the corresponding. Give full play to the single chip low cost, ease of use. Keywords: frequency control。 充分發(fā)揮了單片機(jī)成本低，易于使用的特點(diǎn)。描述了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。 因此， 有利于節(jié)能節(jié)水的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)得到了更廣泛的應(yīng)用。 23 XXXX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) I 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) 學(xué) 生： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 摘 要： 隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。 22 附錄 21 致 謝 18 6 結(jié)論 18 軟件程序設(shè)計(jì) 18 單片機(jī)接口地址分配和控制端口功能 17 5 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 17 系統(tǒng)電壓監(jiān)控及 Watchdog 電路 16 控制輸入電路 15 輸出控制電路 14 反饋壓力檢測電路 13 主控單片機(jī)引腳說明 13 4 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 10 變頻調(diào)速的基本控制方式 9 變頻調(diào)速的基本原理 6 單片機(jī)的發(fā)展史 6 單片機(jī)簡介 6 2 單片機(jī)概述 2 變頻調(diào)速恒壓供水節(jié)能分析 1 傳統(tǒng)供水方式 1 變 頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)產(chǎn)生的背景及研究意義 I 1 前 言 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 論文題目 ： 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)年級： 指導(dǎo)教師： 職稱 年 月 日 目 錄 摘 要 1 變頻調(diào)速技術(shù)概況 2 研究意義 5 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展 5 本文主要研究內(nèi)容 7 單片機(jī)的發(fā)展趨勢 8 AT89C51 單片機(jī)簡介 9 3 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 10 系統(tǒng)工作過程 11 系統(tǒng)的參數(shù)選取 及調(diào)速范圍 21 參考文獻(xiàn) 建設(shè)節(jié)約型社 會，合理開發(fā)、節(jié)約利用和有效保護(hù)水資源 也 是一項(xiàng)艱巨任務(wù)。本文論述了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的調(diào)速原理及節(jié)能分析。 本文提出的 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案 是 以 ATMEL 公司的 AT89C51 為 基礎(chǔ) ， 同時描述了包括變頻器和傳感器在內(nèi)的硬件控制系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 變頻調(diào)速；恒壓供水； AT89C51單片機(jī) Frequency Conversion Speed Adjusting Water Supply System Name: BaoXudong Major: Automation Tutor: HuJunhai Abstract: With the Progress development of social economic and the construct scale of city continuously enlarge， increasing of population and standard of living of people continuously improved， more and more demanding to quantity， quality and stability of water supply bring for ward in city. Build a conservationoriented society, rational development, utilization and effective protection of water resources conservation is a difficult task. Therefore, it is conducive to saving energy and Frequency Conversion Speed A