变频调速恒压供水系统的设计(单片机)
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、引言变频恒压供水控制系统是一种能够自动调节水泵电机的转速，保持管网内水压恒定的系统。
该系统通过变频器控制水泵电机的转速，根据实时水压信号对水泵进行调节，从而实现供水系统的恒压供水。
本文将从系统设计原理、硬件选型、控制策略等方面对变频恒压供水控制系统进行设计。
2. 控制原理变频恒压供水控制系统采用闭环控制原理，主要分为压力调节环和流量调节环两部分。
压力调节环根据实时水压信号，控制变频器调节水泵电机的转速，以维持管网内的水压恒定。
流量调节环主要通过监测流量传感器的输出信号，控制变频器调节水泵电机的转速，以满足用户的实际用水量需求。
三、硬件选型1. 水泵电机选择适当功率的三相异步电动机，能够满足供水系统的实际需求，保证系统的正常运行。
2. 变频器选用带有PID调节功能的变频器，能够根据实时水压信号对电机转速进行精确调节，确保系统供水的恒压运行。
3. 压力传感器选择高灵敏度的压力传感器，能够实时监测管网内的水压信号，为系统提供准确的控制信号。
5. 控制面板控制面板应具有良好的人机界面，能够显示系统的运行状态、参数，方便用户对系统进行监测和操作。
6. 其他配件根据实际需求，可能需要选购接线端子、线缆、散热器等辅助设备。
四、控制策略1. 系统启动当系统启动时，变频恒压供水控制系统应自动进行初始化，自检各传感器和执行机构，确保系统能够正常运行。
3. 流量调节系统同时监测流量传感器的输人信号，根据用户的实际用水量，控制变频器调节水泵电机的转速，以满足流量调节环的要求。
4. 故障处理系统应具备故障自诊断功能，当系统发生故障时，能够自动报警或进入相应的故障处理程序，保证对用户的供水不受影响。
五、系统调试1. 对水泵电机、变频器等设备进行正确的接线和安装。
2. 对传感器进行校准，确保其输出信号的准确性。
3. 对控制系统进行相关参数的设定和调试。
4. 对整个系统进行联合调试，验证系统的正常运行。
基于单片机（或PLC）控制的变频给水系统的设计
基于单片机(或PLC)控制的变频给水系统的设计摘要随着人们生活质量的提高，人们对水和电的需求越来越大，尤其在我们国家，这个问题日益凸显。
这也影响了城市小区的供水，这对小区供水提出了更高的要求。
目前，居民生活用水和工业用水日益增加。
由于居民日常用水和工业用水会随季节、昼夜等变化而随之发生变化，如采取传统的供水方式不仅影响生活也不利于资源的优化配置。
传统的供水系统已经不能满足人们的需求，可采用变频恒压供水方式来代替传统的供水系统，以达到供水稳定，满足人们需求，合理优化分配等目的。
根据这个需求，设计了基于PLC的变频恒压供水系统，此系统采用闭环控制，主要结构包括：PLC控制器，变频器，水泵机组，液位传感器，压力传感器及上位机监控系统。
PLC是本设计的控制核心，将压力传感器的信号和管压力设定值进行比较，并将处理结果传递给变频器，由变频器控制水泵电机的转速，从而使管网压力与设定压力保持恒定。
另外此次设计选用组态王软件对整个系统运行状态，报警信号等进行监控，对相关信息进行记录，提高了系统的稳定性。
以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有可靠性高，抗干扰能力强，组合灵活，编程简单，维修方便和低成本低能耗等诸多特点。
用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便实现供水系统的集中管理和监控；同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天尤为重要，所以研究设计系统，对于调高企业效率以及人民生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
关键词：PLC；变频器；恒压供水；组态Frequency Conversion Water Supply System ControlDesign Based on PLCAbstractAs the improvement of people's quality of life, the demand for water and electricity is growing, especially this issue has become increasingly prominent in our country.This is a higher residential water demands because,which has affected the water supply of city district. Today, the problem of living water and industrial water is increaing.Because of some factors which affect water supply,it not only has an effect on living of people but also wasts resource.So the traditional water supply system has been unable to meet people's needs,we could adopt constant pressure water supply to meet these demands,then achieve optimize allocation purposes.According to this demand, constant pressure water supply system was designed which been based on PLC.This system adopts a closed-loop control of which the main structure includes: PLC controller, inverter, water pumps, level sensors, pressure sensors and PC control system.PLC is the core of the design.We compare the signal of the pressure sensor with pressure setting of the tube,then the result is been transmitted to the invert.The invert control the speed of pump motor to maintain constantly the pipe network pressure and set pressure.Furthermore,the design selected Configuration software to monitor running and alarm signals and record relevant information to improve the stability of the system.The system which contain the invert and PLC is with high reliability,flexible,handy and cheap.This is particularly important for increasingly scarce energy. It has important practically significance of the design system for increasing business efficiency,improving people's living standards, and reducing energy consumption.Keywords:PLC; inverter; constant pressure water supply system;configuration目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章前言 (1)1.1 变频恒压供水系统简介及节能原理 (1)1.1.1 变频恒压供水系统： (1)1.1.2 恒压供水系统的节能原理 (1)1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状 (2)1.3 变频恒压供水系统特点 (2)1.4 本课题要完成的工作及预期目标 (3)第2章供水系统设计 (5)2.1 系统的控制方案拟定 (5)2.2 供水系统组成 (6)2.3 系统硬件设计 (8)2.4 电气主电路设计 (8)2.5 供水系统工作过程 (9)第3章电气控制系统硬件的介绍及选型 (12)3.1 PLC选型 (12)3.1.1 PLC的介绍 (12)3.1.2 PLC的选型 (12)3.2 水泵电机的选择 (15)3.3 变频器的原理及选型 (15)3.3.1 变频器的调速原理 (15)3.3.2 变频器的介绍 (16)3.3.3 变频器的型号选择 (17)3.2.4 传感器的选型 (18)第4章控制系统方案设计 (20)4.1 硬件方案设计设计 (20)4.1.1 PLC外围电路 (20)4.1.2 MicroMaster440外围接线 (22)4.2 系统程序设计 (24)4.2.1 恒压供水系统主程序设计 (24)4.2.2 中断程序设计 (27)4.2.3 子程序设计 (29)4.3 中间寄存器说明 (30)第5章方案的最终调试及仿真 (32)5.1 系统组态仿真 (32)5.1.1 组态介绍 (32)5.1.2 组态软件与PLC通讯调试 (32)5.1.3 组态数据库说明 (33)5.1.4 制作恒压供水系统监控画面 (34)5.2 程序仿真 (37)5.2.1 软件介绍 (37)5.2.2 程序输入 (38)5.2.3 程序仿真 (39)第6章结论 (41)致谢 (43)附录：主程序 (44)页码不对第1章前言1.1 变频恒压供水系统简介及节能原理1.1.1 变频恒压供水系统城市供水系统是城市总体规划的组成部分，城市供水系统又水源，输水管道，水厂和配水网组成。
变频调速恒压供水系统设计方案
变频调速恒压供水系统设计方案2.1 住宅小区给水系统的要求多层住宅小区已取消屋顶水箱，逐渐采用变频恒压供水设备给水系统，而对于十二层及十二层以下的"小高层"，《民用建筑水灭火系统设计规程》中规定"当采用小区集中给水泵房的生活消防共用给水系统时，可不设高位水箱。
但应符合下列规定：①泵房的给水服务半径不宜大于150m;②消防泵和生活泵的电源应不低于按二级负荷的要求供电或自备柴油发电机;③消防泵的流量应满足生活和消防同时给水的流量;④泵房的出水压力平时不应大于0.45MPa，且应保证室内消火栓给水系统充满水;在灭火时应满足室内消防给水系统的压力;⑤室内消火栓给水系统竖管的顶部应设自动排气阀"。
2.2 用水量计算及水泵的选型(1)用水量计算设计流量的大小直接关系到水泵的选型、管网的口径及给水的安全保证性。
目前，一般住宅小区的设计流量主要包括以下几方面;①居民生活用水;②公共建筑用水;③消防用水;④绿化用水;⑤浇洒道路用水;⑥未预见水量及管网漏失水量。
其中，公共建筑用水可按现行《建筑给水排水设计规范》给水当量计算;浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定，草本植物可选2.0L/(m2·d);木本植物可选1.0L/(m2·d);未预见水量及管网漏损量，可按最高日用水量的10%-15%合并计算。
而最难确定的是小区居民生活用水，这主要是住宅小区大小不一，幢数不同。
这就决定了住宅小区居民生活用水量的确定，既不同于城市市政给水设计，也不同于建筑物室内给水设计。
平时我们进行设计时，通常采用经验做法;小区生活用水干管按最高日最大时流量公式进行计算，宅前支管和进户管按当量以设计秒流量公式进行计量。
如表1为某设计院设计的某住宅小区的生活用水量计算结果。
表1 某住宅小区用水量计算表用水地点户数或面积用水量标准用水量(m3)系数备注最大日平均时最大时2.23.5人/户住宅楼1647300L/人.d173072159洗车52183L/m2.d1655绿化370201.5L/m2.d1111111每日二次未预见 186918按10%计合计 204397193按照城市自来水公司的给水安全性要求，每座水泵房的给水服务面积不允许超过50000m2，约450户居民，按每户3.5人计算，则总用水人数1575，按照城市住宅标准规定“住宅每人最高日生活用水定额不应小于230L”，可取300L/(人·d)。
基于单片机的恒压供水控制器设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---要随着我国现代化的进程不断加快，城市居民生活水平不断提高，随之而来的是房屋的翻新和重建，但建筑层数的不断增高，使得供水所需压力不断提高，若建筑设计时对压力判断不足，会导致供水时无法供应到高楼层，给人们的正常生活带来极大的不便利。
本文在充分了解恒压供水发展由来，国内外变频器发展历史及研究现状，以及国内常用的几款控制器的基础上，确定了以单片机与变频器结合的方式实现恒压供水，其中主控制部分的控制核心单片机选用AT89S52型单片机，其内部具有PID自整定程序可对检测回来的压力信号进行自动调整；在此基础上并对外接模块进行设计和芯片选择：压力转换模块其选用TLC549作为核心芯片、输出模块选用TLC5620芯片、驱动模块采用ULN2803芯片、键盘显示模块采用ZLG7290B芯片、存储模块采用X5045芯片、通讯模块采用MAX232芯片。
本次设计的恒压供水控制器将选用单片机与变频器相互结合的方式，由于单片机本身的特性，因此具有价格便宜，编程方便的特点。
加之变频控制器本身具有的节能、实时调节、延长寿命的优点，使得本次的设计更加具有现实意义。
关键词：单片机；恒压供水系统；PID控制；变频调速Constant pressure water supply controller design based on single chipmicrocomputerAbstractWith the accelerating the process of modernization in our country and city residents living standards improve, followed by the renovation and reconstruction of the building, but the increasing construction layer, make the water pressure increasing, when building design judgment to pressure is insufficient, can lead to water supply when unable to supply to the upper floor, to people's normal life brings great convenience.Based on fully understand the development origin, constant pressure water supply inverter development history and research status at home and abroad, and domestic commonly used a few controller, on the basis of preliminary established with combination of single-chip microcomputer and converter to realize constant pressure water supply, the main control part choose type AT89S52 single chip microcomputer control core of the single chip microcomputer, the internal PID self-tuning procedure can be automatically adjusts for the detection of the pressure signal back;On this basis and external modules such as: pressure conversion module selection of its eight bits as the core chip, the output module TLC5620 ULN2803, keyboard display module, drive module USES the ZLG7290B X5045, communication module, storage module USES a design using MAX232, etc.The design of constant pressure water supply controller will choose mutual combination of single-chip microcomputer and converter, due to the characteristics of the micro-controller itself, so it is cheap, convenient bined with frequency conversion controller itself has the advantages of energy saving, real-time adjustment, prolong life, makes the design more realistic.Key Words：Single chip microcomputer；Constant-pressure Water Supply；PID Control；Variable Frequency Speed Regulation目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 引言 (1)1 绪论 (2)1.1 恒压供水背景及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文主要研究内容 (3)2 恒压供水节能原理及设计方案 (5)2.1 变频恒压供水系统节能原理 (5)2.2 设计方案及要求 (7)2.3 系统结构 (8)2.4 系统原理 (10)3 恒压供水控制器硬件设计 (12)3.1 硬件电路总体设计 (12)3.2 晶振与复位模块 (12)3.3 键盘显示模块 (14)3.4 模拟量输入模块 (16)3.5 模拟量输出模块 (18)3.6 开关量输出模块 (19)3.7 参数记忆模块 (21)3.8 数字量输入模块 (22)3.9 ISP下载模块 (23)3.10 稳压电源模块 (26)4 恒压供水控制器软件设计 (28)4.1 PID控制算法 (28)4.2 水泵切换条件分析 (30)4.3 程序流程 (33)设计总结 (37)参考文献 (38)附录A 附录内容名称 (39)致谢 (40)引言在城市建设飞速发展的今天，人们对住房的要求条件越来越高，楼房层数的不断提高，使得供水难度不断加大，住户用水难的问题不断发生对人们的生活带来了接连不断的麻烦。
PLC控制变频器的恒压供水系统的设计
PLC控制变频器的恒压供水系统的设计恒压供水系统是一种能够根据管网压力变化自动调节水泵运行速度的系统，常用于公共建筑、工业厂房和住宅小区的水供应系统中。
PLC（可编程逻辑控制器）控制变频器的恒压供水系统设计是一种自动化控制方案，能够有效地提高供水系统的稳定性和能效。
1.系统布局设计：需要根据实际的供水系统布局来确定变频器的安装位置和水泵的布置，以确保系统的整体效果最优。
通常情况下，变频器和PLC控制器会安装在一个控制柜中，方便集中控制和管理。
2.传感器选择与安装：恒压供水系统需要通过传感器来实时监测管网压力的变化，常用的传感器包括压力传感器和流量传感器。
这些传感器需要适当地安装在管道上，并与PLC控制器相连接，以便实时采集和反馈数据。
3.变频器选择与参数设置：根据水泵的功率和变频器的性能需求，选择合适的变频器，并进行参数设置。
在供水系统中，变频器的作用是通过控制电机的转速来调整水泵的出水量，从而满足恒压供水的需求。
4.PLC程序设计：根据实际的供水系统需求，编写PLC程序进行控制逻辑的设计。
程序中需要包括对传感器数据的采集和处理、对变频器的频率设置和控制、对水泵的启停控制等功能。
5.系统调试与优化：在完成PLC程序的设计后，需要进行系统的调试与优化。
通过实际操作和测试，确定系统的参数设置和控制策略是否满足恒压供水系统的要求，并对系统进行优化，提高供水系统的工作效率和稳定性。
6.联动控制与报警功能设计：为了确保供水系统的安全性和稳定性，在PLC控制变频器的恒压供水系统设计中，还需要考虑系统的联动控制和报警功能。
例如，当系统发生故障或异常情况时，PLC控制器可以发出报警信号，并采取相应的措施来保护设备和系统的运行。
总而言之，PLC控制变频器的恒压供水系统设计是一项复杂而重要的工作，它能够实现供水系统的自动化控制，提高系统的稳定性和能效。
要设计一个好的恒压供水系统，需要充分了解供水系统的要求和实际情况，并合理选择和配置设备，进行有效的控制策略设计和系统优化。
基于51单片机恒压供水系统设计
基于51单片机恒压供水系统设计
一、系统简述
恒压供水系统是一种具有自动补偿压力控制功能的水泵控制器，用于
控制水泵的工作速率，以维持供水管路内的压力。
采用51单片机，通过
设计流程和控制算法来控制水泵，以实现压力恒定的目的。
二、系统构成
系统主要构成有51单片机，水泵，传感器，水流计量单元，按钮，
显示器，电源等部件。
1、51单片机：用于编写和执行控制算法，实现控制水泵的功能。
2、水泵：它由电机和泵头组成，作用是提供压力，从而实现系统的
恒压功能。
3、传感器：它能够检测水管内的压力，并将它转换为一个电压信号，传输给51单片机。
4、水流计量单元：它能够检测水流的大小，并将它转换为一个电压
信号，传输给51单片机。
5、按钮：用于开启和关闭系统。
6、显示器：用于显示系统的压力、流量等数据。
7、电源：供给单片机和水泵所需要的电源。
三、系统工作原理
系统的工作原理即用51单片机根据传感器所反馈的水管内压力数据以及水流变化，来控制水泵的速率。
当压力数据低于设定值时，51单片机会驱动水泵加快运行速度，以使压力增加；当压力数据高于设定值时，51单片机会驱动水泵减慢运行速度，以使压力减少。
基于单片机的恒压供水系统设计
基于单片机的恒压供水系统设计
恒压供水系统是一种常见的水泵控制系统，主要用于保持用户端的水
压稳定。
在本文中，将介绍基于单片机的恒压供水系统的设计。
恒压供水系统的基本原理是通过控制水泵的启停和转速，以保持用户
端的水压恒定不变。
系统的设计主要包括传感器的选择与连接、单片机的
编程、驱动电路的设计等。
首先，选择和连接传感器。
恒压供水系统中最关键的传感器是压力传
感器和流量传感器。
压力传感器用于测量用户端的压力大小，而流量传感
器则用于计算水泵的工作流量。
这两个传感器应该能够与单片机进行连接
并传输数据。
其次，进行单片机的编程。
单片机可以根据传感器测得的数据，通过
控制水泵的启停和转速，以实现恒定的水压。
编程的关键是根据实际需求
确定水泵的工作状态和转速，并实现相应的控制逻辑。
例如，当水压低于
设定值时，单片机可以启动水泵并逐渐增加转速；当水压达到设定值时，
单片机可以停止水泵或者降低转速。
最后，进行驱动电路的设计。
水泵通常需要较大的电流和电压来工作，因此需要设计适当的驱动电路。
这个电路应该能够与单片机进行连接，并
根据单片机的控制信号提供所需的电流和电压给水泵。
在整个系统设计中，还需要考虑到系统的可靠性和安全性。
例如，可
以设置安全开关来监测水泵的状态，当水泵出现故障时及时停止供水，避
免水泵过热或水压过高等问题。
同时，还可以设置报警装置来提醒用户系
统的异常情况。
基于单片机的恒压供水系统的设计方案
基于单片机的恒压供水系统的设计方案摘要近年来，随着城市居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用水难的问题越来越突出，原有的自来水管网的压力出现了不足，用水困难给活带来极大不便。
为解决上述问题，本文研制了交流变频恒压供水控制器。
该控制器是以A T89C51为核心，并与变频器、压力传感器等器件有机结合起来，构成了变频恒压供水系统。
该系统是以管网水压为设定参数，通过控制变频器的输出频率来自动调节水泵电机的转速，并根据用水量的大小由单片机控制水泵数及变频器对的调速，实现管网水压的闭环调节，即恒压供水。
关键字：恒压变频供水、单片机、A T89C511.1本设计的背景：本设计为广州高级技工学院综合楼恒压供水的设计。
1.2本设计的优点包括：（1）设备投资少，可靠性高，抗干扰能力强，占地面积小。
(2)系统采用变频器对电机进行调速，调速范围宽，频率可以在低于或高于工频频率的范围内调节，从几赫兹到几百赫兹，具有很宽的调速范围。
(3)由于调速过程中转差率很小，转差率小，损耗小，效率高，所以节约电能。
水压的稳定还可减少对管网的冲击，提高供水的稳定性和质量。
另外该系统还可以推广到管道输油等方面。
(4)采用单片机控制，变频调速系统采用闭环控制，可得到很高的控制精度。
1.3 本设计的主要内容：本设计是关于基于单片机的恒压供水系统的设计，具体阐述了以下几个方面：1)系统方案阐述2）单片机选择；3）变频器的选择；4）控制方式的选择；5）硬件电路的设计，包括：A）看门狗复位电路，B）时钟电路C）A/D 和D/A 电路，D）供电电路E）LED 显示电路F）反馈检测电路G)控制输入/输出电路2、本设计总体方案2.1.系统的组成：有传感器、变频器、控制器、三个水泵电机及相关电器电气控制设备集成而成。
2.2系统的工作原理为保证充足的水量供应，本系统采用三台水泵构成的供水控制系统，具备同时控制三台水泵的功能，根据不同场合、不同需要可以采取三台水泵同时运行、二台水泵同时运行、一台运行一台备用、一台运行二台备用、定时换泵等多种工作方式。
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现一、本文概述随着工业自动化的发展，变频调速技术在供水系统中的应用越来越广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速恒压供水系统，以其高效、稳定、节能的特点，成为当前供水系统设计的重要趋势。
本文旨在探讨基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计与实现方法，以期为相关领域的工程应用提供有益的参考。
文章首先介绍了供水系统的基本构成和功能需求，包括恒压供水的重要性以及变频调速技术在供水系统中的应用优势。
随后，详细阐述了基于PLC的变频调速恒压供水系统的总体设计方案，包括硬件选型、软件编程、系统控制策略等方面。
在此基础上，文章重点探讨了系统实现过程中的关键技术问题，如PLC编程实现、变频器的选择与配置、压力传感器信号的采集与处理等。
通过本文的研究，期望能够为供水系统的设计与实现提供一种有效、可靠的解决方案，同时推动变频调速技术在供水领域的应用和发展。
二、系统需求分析和设计目标随着现代工业技术的快速发展，供水系统的稳定性和效率成为了评价一个城市或企业基础设施水平的重要指标。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节性差、压力不稳定等问题，无法满足现代供水系统的要求。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的变频调速恒压供水系统设计方案。
稳定性需求：供水系统需要保持长时间的稳定运行，确保供水压力的稳定性，避免因压力波动对供水质量造成影响。
节能性需求：传统的供水系统往往存在能耗高的问题，新的供水系统需要采用先进的控制技术，降低能耗，提高能源利用效率。
调节性需求：供水系统需要能够根据实际需求，自动调节供水流量和压力，以满足不同时段、不同区域的供水需求。
实现供水系统的恒压供水：通过PLC控制系统，实时监测供水压力，根据压力变化自动调节变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，实现恒压供水。
提高供水系统的稳定性：采用先进的控制算法，确保供水系统在各种工况下都能保持稳定的运行状态，避免因压力波动对供水质量造成影响。
基于单片机的恒压水处理控制系统设计
基于单片机的恒压水处理控制系统设计结合矿区供水的现状，设计了一套基于单片机的尘频调速恒压自动供水系统，系统用1单台变频器变成为2台水泵的软起动和调速，可根据用户用水量对水泵机组自动进行切换和调速，真止实现“按需供水”，拉制方便灵活，水泵运行效率高，节能效果非常显著，是矿区供水系统改造和发展的方向。
介绍了一种新型的变频恒压水位控制系统，该系统根据供水管网的用水情况调整水泵投入台数及转速实行全自动恒压供水，达到高效节能的目的，该系统采用AT89C51单片机为核心，通用模块化的设计，可适用各种类型变频器及泵组的配合。
标签：单片机；变频调速；恒压供水1 引言随着科学技术的突飞猛进，单片机的应用不断的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异。
目前对电厂恒压水位控制的研究及开发各有所长。
大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端。
目前恒压供水方面国内外研究状况有：自动调频的双位控制、恒水位控制、低速运行配合提速控制等。
针对传统的变频调供水设备的不足之处，国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品。
这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都集成到变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。
而在动态自动称重包装与管理的问题上，目前还存在不尽如人意的地方。
为此，在研制产品过程中，建立满足快速性、高精度系统和新的管理模式是很有价值的，也是迫切需要的，因此设计了这种基于单片机的恒压水处理系统。
2 控制系统总体设计方案2.1 系统工作原理如图1系统原理图，系统通过单片机将压力传感器送来的模拟信号转换成相应的数字信号，与系统设定的信号进行比较得到偏差信号，再通过预先设定的控制算法得出最佳控制参数，然后通过调节变频器的频率控制电机水泵机组的转速和工频泵机组的启停转换，当用户用水量增大，管压力低于设定压力时，变频调速的输出频率将增大，水泵转速提高，供水量增大，当达到设定压力时，电动机水泵的转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力上，反之亦然。
变频恒压供水控制系统设计
变频恒压供水控制系统设计一、系统设计概述变频恒压供水控制系统是一种用于城市供水系统和建筑物水供系统的先进控制系统。
通过使用变频控制器和压力传感器，系统能够监测并调节系统的运行，实现水压恒定，避免因为供水系统压力不足或者过高而导致的浪费和损坏。
本文将阐述变频恒压供水控制系统的设计原理和技术要点。
二、变频恒压供水控制系统的工作原理1. 压力传感器检测变频恒压供水控制系统首先通过安装在管道上的压力传感器实时检测供水管道内的水压情况。
压力传感器将检测到的水压情况反馈给控制系统。
2. 控制器调节控制系统根据压力传感器反馈的水压情况，利用变频器调节水泵的转速，以使得供水管道内的压力始终维持在设定的恒定值之上。
当管道内的水压低于设定值时，控制系统将增加水泵的转速以增加供水量；当管道内的水压超过设定值时，控制系统将降低水泵的转速以减少供水量。
3. 故障自诊断系统还具有故障自诊断功能，当传感器或控制器出现故障时，系统能够自动诊断并给出报警信号，指示维修人员前往修复。
1. 变频器的选型变频器是变频恒压供水控制系统中的关键组件，它能够根据控制系统的指令调节水泵的转速。
在选型时，需要考虑控制系统对变频器的精度和稳定性的要求，以及水泵的功率和额定转速。
一般情况下，应选择具有较高性能和较高精度的变频器，以保证控制系统的准确性和稳定性。
压力传感器是变频恒压供水控制系统中用于检测管道内水压情况的装置，因此其精度和可靠性对系统的性能至关重要。
在选型时，需要考虑管道内水压的测量范围和精度要求，以及传感器的耐压能力和抗干扰能力。
3. 控制系统的程序设计控制系统的程序设计需要考虑到系统运行的稳定性和响应速度。
程序设计应充分考虑水泵和变频器的控制逻辑，并充分考虑各种工况下的供水量和供水压力的变化趋势，以实现系统的准确控制和稳定运行。
4. 系统的安全保护设计变频恒压供水控制系统需要具备完善的安全保护功能，以防止水泵和管道的损坏。
安全保护设计应考虑到水泵的过流、过载和短路等故障情况，并配备相应的保护装置，及时停止水泵的运行以避免对设备和管道的损坏。
【精品完整版】基于单片机恒压供水系统的设计(本科毕业论文)
目录中文摘要 (1)中文摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 课题研究的目的与意义 (3)1.2 国内外发展的状况 (3)1.3 变频供水系统应用范围 (5)1.4 恒压供水的实现 (5)2 变频调速系统能耗分析 (7)2.1 供水系统分析 (7)2.2 变频调速恒压供水工况与能耗机理分析 (8)3 系统结构与设备选型 (11)3.1 系统总体设计 (11)3.2 变频调速 (11)3.3 单片机 (16)3.4 控制算法 (17)4 系统硬件设计 (20)4.1 系统工作过程说明 (20)4.2 变频器部分硬件设计 (21)4.3 单片机部分硬件设计 (23)5 系统软件设计 (29)5.1 主程序流程 (29)5.2 继电器动作控制流程 (30)5.3 PID控制流程 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)单片机恒压供水系统的设计摘要：建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。
根据居民用水时间集中，用水量变化较大的特点，因此居民原供水系统存在了耗能高，可靠性低，水资源浪费严重，管网系统待完善的问题。
提出利用压力反馈，PID控制，配以变频器、单片机、压力传感器等，根据管网的压力，通过变频器控制水泵的转速，从而使管网中的压力始终保持在合适的范围。
从而解决因楼层太高而导致压力不足及小流量时能耗大的问题。
另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省近四成。
结合使用可编程控制器，可实现主泵变频，副泵软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，电机的使用寿命大大延长。
关键字：恒压变频供水，单片机，差压供水，自动控制The Design base on MCU for pressure watersupply systemAbstract：Building the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. According tothe users water used time and the water consumption changing characteristic,so the resident original water supply system has many problems. E.g. theexistence cost to be high, the reliability is low, the water resources waste, andthe pipe network system need consummation. Through the way of usingpressure feedback, PID control, together with the converter, microcontroller,pressure sensors, etc, according to the network management pressure, controlwater pump rotational speed through the inverter. So that the pressure in thepipe network is always maintained at a appropriate scope. Through this way,we solve the problem that the high floor case inadequate pressure and energyconsumption high when the flow is low.Moreover the water pump consumes the electric power and the electric machinery rotational speed is proportional three cubed the relations,therefore the water pump velocity modulation gets an obvious energyconservation effect. The average power consumption saves 40% than usualwater supply bination of relays, it can achieve the main pumpfrequency adjust, the deputy pump soft start, with the function of shortcircuit protection and over current protection.It is stable and reliable furthermore greatly extend the life of the motor.Key words: Constant pressure frequency conversion water supply, SCM, differential pressure water supply, automatic control1 绪论1.1 课题研究的目的与意义随着高层建筑层数的不断加高，高层居民经常出现用水难问题。
大学大学本科方案设计书变频调速恒压供水系统的方案设计书(单片机)
吉林农业大学学士学位论文论文题目：变频调速恒压供水系统的设计学生姓名：包旭东专业年级：自动化06级指导教师：胡俊海职称讲师年月日目录摘要11前言11.1变频调速技术简况11.2 变频调速恒压供水系统产生的背景及研究意义1 1.2.1传统供水方式21.2.2变频调速恒压供水节能分析21.2.3研究意义51.3变频调速恒压供水系统的发展51.4本文主要研究内容62 单片机概述62.1单片机简介62.2单片机的发展史72.3 单片机的发展趋势82.4AT89C51单片机简介93 变频调速恒压供水系统的工作原理93.1变频调速的基本原理103.1.1变频调速的基本控制方式103.2系统工作过程113.3系统的参数选取及调速范围134变频调速恒压供水系统的硬件设计134.1主控单片机引脚说明144.2反馈压力检测电路154.3 输出控制电路164.4控制输入电路174.5系统电压监控及Watchdog电路175变频调速恒压供水系统的软件设计18 5.1单片机接口地址分配和控制端口功能18 5.2软件程序设计186结论21参考文献21致谢22附录23变频调速恒压供水系统学生：包旭东专业：自动化指导教师：胡俊海摘要：随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。
建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源也是一项艰巨任务。
因此，有利于节能节水的变频调速恒压供水系统得到了更广泛的应用。
本文论述了变频调速恒压供水系统的调速原理及节能分析。
描述了变频调速恒压供水系统的设计和实现方法。
本文提出的系统设计方案是以ATMEL公司的AT89C51为基础，同时描述了包括变频器和传感器在内的硬件控制系统和相应的软件控制系统。
充分发挥了单片机成本低，易于使用的特点。
关键词：变频调速；恒压供水；AT89C51单片机1 前言1.1 变频调速技术简况变频技术是利用大功率半导体器件及其相应的控制与保护电路来实现电能频率参量的控制与变换，以实现电力的某些使用目的，并提高其使用质量与效率的一种技术。
【大学本科毕业设计】PLC变频调速恒压供水系统
摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
系统由变频器、PLC和两台水泵构成。
利用了变频器控制电路的PID 等相关功能，和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。
具有自动/手动切换功能。
变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。
控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。
当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。
至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。
如此循环不已。
关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软,电机1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。
小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。
传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下[1]：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。
单片机控制的恒压供水装置设计
基于单片机控制的恒压供水装置设计方勇安庆师范学院安徽安庆 080506003指导老师：吴文进摘要：针对供水系统水泵多、水泵工作方式多, 要求供水压力稳定等特点, 设计了一种新型恒压变频供水自动控制系统。
该系统是以AT89C51 单片机和变频器为核心, 采用改进的PID 算法，通过单片机在LCD1602上显示变频器的频率、日期和水的压力等。
本文分析了系统的工作原理和工作过程, 给出了硬件框图及控制算法实现流程图, 着重说明了PID 算法在单片机上的实现方法, 同时阐述了系统的工作特点, 实践证明这是一种经济实用的先进控制技术。
关键词：单片机; 变频器; PID 算法; 供水控制系统；LCD屏1. 引言高楼供水是给水排水工程的重要组成部分, 与人民生活、生产活动、消防安全保障密切相关。
随着人们生活水平的提高、高层建筑的快速发展, 高楼供水系统的应用越来越多。
供水系统的供水水压会随着管路的加长而逐渐减弱, 生活区用水, 一天内不同时段的用水量具有明显的差异, 昼夜负荷变化大, 供水量不固定, 不能满足用户及消防安全保障的需要; 要解决高层建筑的供水和生活区供水问题, 就要解决压力不断减弱和不稳定问题。
目前通常采用的方法是在供水管网的用户端进行二次加压。
二次加压有组合泵供水、气压供水、调节阀门供水、高位水塔供水等多种方式。
在这些供水方式中, 常因供水拖动电机一直高速运行而造成了较大的能量损耗。
为了解决高楼供水水压不稳及节能等问题, 我们设计了基于AT89C51单片机的变频调速恒压供水系统。
该系统是根据用户用水量的变化, 经单片机运算并与给定参数进行比较, 随时调节水泵电机转速和水泵开启台数, 从而调节供水量, 实现恒压变流量供水。
且该系统具有电动机缺相或过载保护功能, 当电动机发生缺相或过载现象时, 系统及时启动保护装置, 避免电动机烧毁等故障发生。
2. 控制系统原理及硬件电路部分2.1 恒压供水系统的控制原理根据恒压供水系统的工作要求，其控制系统结构示意图如图1 所示。
单片机在高楼恒压供水系统中的应用设计
单片机在楼房恒压供水体系中的运用描绘这些年跟着科技的飞速开展，单片机的运用正在不断地走向深化，一同股动传统操控检测的更新。
当时对楼房恒压供水操控的研讨以及已开发的体系各有所长。
跟着微机技能及变频技能的开展，设备简略、投资少、牢靠性高、抗搅扰才干强、节能高效的操控体系将是楼房恒压供水体系研讨的方向。
介绍了用AT89C51单片机操控的变频调速楼房恒压供水体系，给出了体系的硬件布局及单片机操控程序框图。
在体系中，AT89C51CPU发作三相沟通调频操控信号，经驱动后，输送到逆变主桥路，完结恒压调速。
1序言供水体系的动力，通常优先选用布局简略、作业牢靠、价格低廉的三相鼠笼式异步电动机。
体系中，水的流出量是随用户用水需求改动而改动的，传统的操控办法是调理风门。
跟着电子技能、沟通调速技能的不断完善和核算机技能的敏捷开展，变频调速办法在楼房恒压供水操控体系得以运用，这不只大大进步了体系的主动化程度，而且也有用地处置了这一疑问，削减了动力糟蹋。
这些年，跟着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，中国居民用水难疑问越来越杰出，格外是高层修建居民，原有的自来水管网的压力呈现缺少，大有些地区遍及存在着用水高峰期高层供不上水，高层居民常常呈现用水难疑问，给日子带来极大的不便利，格外在大城市这类疑问格外杰出。
关于上述疑问，本描绘选用单片机与变频调速相结合起来完结楼房恒压供水，该操控器是以管网水压为设定参数，经过操控变频器的输出频率然后主动调理水泵电机的转速，完结管网水压的闭环调理(PID)，使供水体系主动恒稳于设定的压力值。
即用水量添加时，频率升高，水泵转速加速，供水量相应增大，当用水量超越一台泵的供水量时，经过操控器加泵;用水量削减时，频率下降，水泵转速减慢，供水量也相应减小。
也便是依据用水量的巨细，由供水操控器操控水泵数量以及变频器对水泵的调速，来完结恒压供水。
一同到达供水功率的意图“用多少水，供多少水”。
选用该供水体系不需缔造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种抱负的现代化修建供水计划。
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吉林农业大学学士学位论文论文题目：变频调速恒压供水系统的设计学生姓名：***专业年级：自动化06级指导教师：胡俊海职称讲师年月日目录摘要 (I)1前言 (1)1.1变频调速技术概况 (1)1.2 变频调速恒压供水系统产生的背景及研究意义 (1)1.2.1传统供水方式 (2)1.2.2变频调速恒压供水节能分析 (2)1.2.3研究意义 (5)1.3变频调速恒压供水系统的发展 (5)1.4本文主要研究内容 (6)2 单片机概述 (6)2.1单片机简介 (6)2.2单片机的发展史 (7)2.3 单片机的发展趋势 (8)2.4AT89C51单片机简介 (9)3 变频调速恒压供水系统的工作原理 (9)3.1变频调速的基本原理 (10)3.1.1变频调速的基本控制方式 (10)3.2系统工作过程 (11)3.3系统的参数选取及调速范围 (13)4变频调速恒压供水系统的硬件设计 (13)吉林农业大学学士学位论文（设计）变频调速恒压供水系统的设计4.1主控单片机引脚说明 (14)4.2反馈压力检测电路 (15)4.3 输出控制电路 (16)4.4控制输入电路 (17)4.5系统电压监控及Watchdog电路 (17)5变频调速恒压供水系统的软件设计 (18)5.1单片机接口地址分配和控制端口功能 (18)5.2软件程序设计 (18)6结论 (21)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)变频调速恒压供水系统学生：包旭东专业：自动化指导教师：胡俊海摘要：随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。
建设节约型社会，合理开发、节约利用和有效保护水资源也是一项艰巨任务。
因此，有利于节能节水的变频调速恒压供水系统得到了更广泛的应用。
本文论述了变频调速恒压供水系统的调速原理及节能分析。
描述了变频调速恒压供水系统的设计和实现方法。
本文提出的系统设计方案是以ATMEL公司的AT89C51为基础，同时描述了包括变频器和传感器在内的硬件控制系统和相应的软件控制系统。
充分发挥了单片机成本低，易于使用的特点。
关键词：变频调速；恒压供水；AT89C51单片机Frequency Conversion Speed Adjusting Water Supply SystemName: BaoXudongMajor:AutomationTutor: HuJunhaiAbstract: 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 bringfor ward in city.Build a conservation-oriented 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 Adjusting Water SupplySystem has been more widely used.This paper discusses the frequency conversion speed adjusting water supply system and energy-saving principle of speed control，and mainly describes the design and implementation approach of the frequency conversion speed adjusting water supply system.The proposed system design is based on the company'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;constant pressure water supply;AT89C51 mcu1 前言1.1 变频调速技术概况变频技术是利用大功率半导体器件及其相应的控制与保护电路来实现电能频率参量的控制与变换，以实现电力的某些使用目的，并提高其使用质量与效率的一种技术。
变频技术在经历了早期电子管、晶闸管整流器（60年代）和集成电路技术（70年代）几个阶段后，从80年代至今一直沿用基于电力电子技术的功率集成电路技术，并随着技术的进步继续发展[1]。
而变频调速技术就是在变频的基础上调整电机转速的技术，其基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率实现转速的改变。
变频调速技术已深入我们生活的每个角落，在国民经济和日常生活中占有重要地位:应用面广，是工业企业和日常生活中普遍需要的新技术;是节约能源的高新技术;是国际上技术更新换代最快的领域;是高科技领域的综合性技术。
交流变频调速技术，已成为国内外公认的最理想、最有发展前途的电机调速方式。
经测算，电机采用变频调速技术运行后，一般可节电20%一40%，因此这项技术具有广阔的使用前景，可被广泛应用于改造锅炉、风机、水泵、制冷机等设备的运行方式，以用来降低压差损耗以及起停电机的电耗[2]。
我国现有的100万kw以上的大型电厂中，每套30万kw的发电机一般都配备30-35台辅机驱动用电动机。
一个大型电厂，其辅机电动机多达250台左右。
火力发电厂用电动机驱动的辅机主要是风机水泵、给水泵、循环水泵、空压机和磨煤机等，据初步调查，其中50%-60%的风机、水泵可以改为调速运行。
如果这些设备都实现变频调速运行，按节电20%计算，年节电可达200亿kW.h，相当于装机400万kw容量的发电设备[3]。
因此，应用电力电子的交流变频调速装置以及相关高新技术来改造传统的产业，就可以获得很好的社会效益和经济效益。
近几年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
在这种环境下，电机交流变频调速技术已经逐渐发展成为当今世界节电、改善工艺流程以提高产品质量、改善环境以及推动技术进步的一种主要手段。
1.2 变频调速恒压供水系统产生的背景及研究意义我国国民经济正处于迅猛发展时期，能源紧缺是制约我国经济发展的重要因素，节能节水是我国经济持续发展的基本国策。
另外，随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，人口的增多以及人们生活水平的不断提高，对城市供水的数量、质量、经济、稳定性提出了越来越高的要求[4]。
供水质量的好坏直接影响着人民的生活水平和企业的生产效率。
要安全、稳定、经济可靠的管理好遍布全城的供水管网，一定要有一个满足供水特点的、先进的自动化供水控制系统。
但我国长期以来在城市供水、楼宇供水、工业生产供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，效率低下。
究其原因，主要是由于受供水设备和供水方式的限制。
1.2.1 传统供水方式1.恒速泵直接供水方式这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有的甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力的稳定。
这种供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。
这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。
2.水塔/水箱的供水方式这种方式是水泵先向水塔或水箱供水，再由水塔或水箱向用户供水。
这种供水压力比较恒定，且有贮水。
但它是由位置高度形成的压力来进行供水的，为此，需要建造水塔或将水箱置于建筑物的顶部[5]。
即使如此，在大型建筑物种还常常不能满足最不利供水点的供水要求，且难于满足不断增长的供水需求。
同时，由于在建筑物顶部形成很大的负重，所以增加了结构面积，也妨碍了美观。
另外这种供水方式的水质容易受到污染，系统的开、停，将完全由人操作，这将会出现能量的严重浪费和供水质量的严重下降。
3.气压供水方式模糊控制变频调速恒压供水系统的研究与设计这种方式是利用封闭的气压罐代替高位水塔/水箱蓄水，通过监测罐内压力来控制泵的开、停。
罐的占地面积与水塔水箱供水方式相比较小，而且可以放在地上，设备的成本比水塔水箱要低得多。
而且气压罐是密封的，所以大大减少了水质因异物进入而被污染的可能性，灵活性大、建设快、不妨碍美观，且可以通过改变压力罐的压力来满足不断增加的供水需求。
但缺点是需要压力罐，其体积大、投资大，又因其压力变化快、运行效率低，因此电能消耗大，运行费用高[6]。
综上所述，传统的供水系统浪费了很多水力资源和电力资源，效率低下，且可靠性低，严重影响了居民的用水和工业系统中的用水。
它们还有一个共同的致命缺点是自动化程度不高，跟不上时代发展的需求。
所以开发一种新型的自动化程度高、可靠性高且节能效果好的供水系统迫在眉睫。
1.2.2 变频调速恒压供水节能分析变频调速恒压供水系统最突出的特点就是节能。
在该系统中，最主要的是对水泵的控制，在日常生活及工农业生产中，由离心图1-1 供水系统的基本特性Figure1-1 Basic characteristics of watersupply system泵组成的供水系统普遍存在，下面就以离心泵为例分析变频调速节能的原理。
一、供水系统的特性和工作点1．扬程特性以管路中的阀门开度不变为前提，表明在某一转速下，全扬程H T 与流量Q间关系的曲线H T=f(Q)，称为扬程特性曲线，如图1-1中的曲线①所示。