1、 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的恒压供水系统的设计 一、课题研究意义及现状 恒压供水系统是指用户端不管用水量大小 ， 总保持管网中水压基本恒定 。 这样 ， 既可满足各部位的用户对用水量的需求 。 又不会产生电动机空转 ， 造成电能的浪费 。 为实现上述目标 ， 需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号 ,调节水泵转速 ， 从而达到控制管网中水压恒定的目的 。 一般的恒压供水系统是由单片机 、变频器、压力传感器等器件组成的压力闭环控制系统。其原理是将压力变成模拟信号，经过一系列的转换最终调解水泵的转速，按实际用水量供水并使压力 恒定。 随着社会的发展，水在人们生活中越来越重
2、要，随之便是科技的成果 恒压供水系统。现在很多地方面临水资源短缺，水污染严重的威胁，且不同时段对供水压力要求不一，单靠水厂人员根据往常经验进行手动调节很难处理供水问题。但现在国内的一些恒压供水系统存在很多缺点如下： （ 1） 耗能大，浪费水电资源； （ 2）水压不稳，容易发生事故； （ 3）供水质量差，影响人体健康； （ 4）运行效率低，很难满足供水需求； （ 5）自动化程度低，操作麻烦； 因此研究设计恒压供水系统显得非常重要。 早期的供水系统各方面都不好，自从变频器在 各个领域的广泛应用，供水技术水平从 90 年代初开始了一次飞跃。短短几年内，供水技术经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵
3、被多泵取代，目前国外的恒压供水系统成熟可靠，恒压控制技术先进。但维护成本比国内较高，而国内现在不少公司在从事变频恒压供水的研制推广，技术也日益成熟。 恒压供水系统是现代化城市和生活小区供水的发展方向 。 代表着先进的科技发展前 沿 ， 而且采用单片机控制的变频供水系统具有工作可靠 ， 实现容易 ， 价格低廉的特点 。 是较理想的控制器 。 目前供水系统正在向集成化 、维护操作简单化发展。 二、课题研究的主要内容和预期 目标 了解基于单片机的恒压供水系统的运作，优缺点；对其发展趋势进行认识，为研发生产新型供水系统作好准备。毕业设计的具体内容： （ 1）设计通过压力传感器、控制器和变频器组成闭环回
4、路自动调节电机的转速，从而调节水泵的供水量，确保供水压力恒定。 （ 2）设计 以单片机为主控制器，系统通过压力传感器对压力进行采集，经过 A/D 转换送入主控制器，变频器控制 3 台电机水泵机组。 （ 3） 系统能够实时显示水管的压力值、变频器的频率和各水泵工作的时间及控制参数。 （ 4） 设计键盘模块要求能输入任意设定值。 结合上述课题研究的主 要内容，预期通过压力传感器，控制器和变频器组成闭环回来路来控制电机水泵组来实现恒压供水，并用显示管显示水管的一些数据。 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究基于单片机供水系统的的主电路。课题主要选用 AT89C51 单片机作为控制器，为保系统稳定
5、可靠，采用 X25045 作为系统电压监控。压力传感器 CYG04 和运算放大器 LM324 以及变频器等。 其方法措施是 压力传感器送来的的压力信号经运算放大器放大电压信号由 D/A转换电路将标定水压值的电压转换为数字量供单片机使用 。 单片机通过检测实际水压值与设定水压值比较形成偏 差按 PID控制规律运算后输出控制信号至 D/A转换路，将单片机输出的控制量转换为电流环 ， 控制变频器的输出频率 。 具体系统设计图如下： 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月 1 日至 2011年 4月 1日。 2010 年 10 月 1 日至 2010 年 10 月 20 日 :
6、明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案； 2010 年 10 月 20 日至 2010 年 11 月 10 日 :写文献综述，外文翻译； 2010 年 11 月 10 日至 2010 年 12 月 1 日：完成开题报告，准备开题答辩； 2010 年 12 月 1 日至 2011 年 2 月 20 日：完成换能电路 设计和仿真； 2011 年 2 月 20 日至 2011 年 3 月 1 日：完成 PLC 控制系统硬件和检测电路的设计； 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 3 月 10 日：完成控制系统的软件设计，同时通过实验模拟测试； 2011 年 3月 10 日至 2011年 4
7、月 1 日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 刘群坡，全兆毒，刘博文 .基于组态和多串口的恒压供水监控系统设计 J.计算机测量 与控制， 2009,17（ 6）： 1138 1139. 2 黄鹏 .住宅小区变频调速 恒压供水系统节能设计分析与应用 J.中外建筑， 2010,1,45(1):131132. 3 MichelleClifford.Water Level MonitoringJ.Freescale Semiconductor Application Note，2006， 11,11(4):1 24. 4
8、 Morris wilkes.Progress in computerD.2004,2,5. 5 匡和碧， 李美锋 .基于单片机的变频调速恒压供水系统 .电气自动化 J.2003,25（ 1）： 161 162. 6 解宏基，任光新型恒压供水单片机控制系统 J大连海事大学学报 (自然科学版 )， 1999,8，25(3)： 97 100 7 孙小权，秦春节，何喜玲 .基于 PLC 的变频恒压供水控制系统优化设计 J，自动化仪表， 2007,28（ 1）： 47 51. 8 周力 .基于 PLC 的变频恒压供水模糊控制系统设计 J.机电工程 ,2005,22（ 3）： 14 16. 9 饶楠，翁志恒，张定会 .基于 PLC 的恒压供水系统研究 J.仪器仪表学报 ， 2005,8,26（ 8）： 626629. 10 李海滨，片春媛等 . 单片机技术课程设计与项目实例 M. 中国电力出版社 , 2009， 10. 11 张志良 . 单片机原理与控制技术 M. 北京： 机械工业出版社 , 2001， 7. 12 王秋爽等 . 单片机开发基础与经典设计实例 M. 北京：机械工业出版社， 2008， 9. 13 周兴华 . 手把手教你学单片机 M. 北京：北京航空航天大学出版社， 2005， 9.
