基于单片机的恒压供水系统的设计【开题报告】

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: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
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