畢業(yè)設計（論文）開題報告基于單片機的高樓恒壓供水系統(tǒng)設計

1、 本科生畢業(yè)設計（開題報告） 題 目： 基于單片機的高樓恒壓供水系統(tǒng)設計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 082班 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 2012年2月 安徽科技學院本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告書題 目基于單片機的高樓恒壓供水系統(tǒng)設計學生姓名黃建男指導教師陳娟職 稱副教授一、 研究(調查)目的及意義水已經成為中國21世紀的熱點問題，水有其自然屬性，它既是一種特殊的、不可替換的資源，又是一種可重復使用、可再生的資源；水又有其經濟和社會屬性，不僅工業(yè)、農業(yè)的發(fā)展要靠水，水更是城市發(fā)展、人民生活的生命線。我國國民經濟正處于迅猛發(fā)展時期，能源緊缺是制約我國經濟發(fā)展的重要因

2、素，節(jié)能節(jié)水是我國經濟持續(xù)發(fā)展的基本國策。另外，隨著社會經濟的飛速發(fā)展，城市建設規(guī)模的不斷擴大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對城市供水的數量、質量、經濟、穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。供水質量的好壞直接影響著人民的生活水平和企業(yè)的生產效率。要安全、穩(wěn)定、經濟可靠的管理好遍布全城的供水管網，一定要有一個滿足供水特點的、先進的自動化供水控制系統(tǒng)。但我國長期以來在城市供水、樓宇供水、工業(yè)生產供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低，效率低下。究其原因，主要是由于受供水設備和供水方式的限制。我國的傳統(tǒng)供水方式主要有以下三種:1.恒速泵直接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

3、，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網中抽水，嚴重影響城市公用管網壓力的穩(wěn)定。這種供水方式，水泵整日不停運轉，有的可能在夜間用水低谷時段停止運行。這種系統(tǒng)形式簡單、造價最低，但耗電、耗水嚴重，水壓不穩(wěn)，供水質量極差。2.水塔/水箱的供水方式這種方式是水泵先向水塔或水箱供水，再由水塔或水箱向用戶供水。這種供水壓力比較恒定，且有貯水。但它是由位置高度形成的壓力來進行供水的，為此，需要建造水塔或將水箱置于建筑物的頂部5。即使如此，在大型建筑物種還常常不能滿足最不利供水點的供水要求，且難于滿足不斷增長的供水需求。同時，由于在建筑物頂部形成很大的負重，所以增加了結構面積，也妨礙了美觀。另外這種供水

4、方式的水質容易受到污染，系統(tǒng)的開、停，將完全由人操作，這將會出現能量的嚴重浪費和供水質量的嚴重下降。3.氣壓供水方式模糊控制變頻調速恒壓供水系統(tǒng)的研究與設計這種方式是利用封閉的氣壓罐代替高位水塔/水箱蓄水，通過監(jiān)測罐內壓力來控制泵的開、停。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，設備的成本比水塔水箱要低得多。而且氣壓罐是密封的，所以大大減少了水質因異物進入而被污染的可能性，靈活性大、建設快、不妨礙美觀，且可以通過改變壓力罐的壓力來滿足不斷增加的供水需求。但缺點是需要壓力罐，其體積大、投資大，又因其壓力變化快、運行效率低，因此電能消耗大，運行費用高。綜上所述，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)浪費

5、了很多水力資源和電力資源，效率低下，且可靠性低，嚴重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。它們還有一個共同的致命缺點是自動化程度不高，跟不上時代發(fā)展的需求。所以開發(fā)一種新型的自動化程度高、可靠性高且節(jié)能效果好的供水系統(tǒng)迫在眉睫。變頻調速恒壓供水技術其節(jié)能、安全、供水高品質等優(yōu)點，在供水行業(yè)得到了廣泛應用。恒壓供水調速系統(tǒng)實現水泵電動機無級調速，依據用水量的變化（實際上為供水管網的壓力變化）自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是當今先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應用中如何充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻器調速恒壓供水設備，降低成本、保證產品質量等有著

6、重要意義。二、課題研究的主要任務和預期目標1、主要任務本設計主要是針對城市小區(qū)小高層以及其他高層建筑的恒壓供水問題。主要設計的內容應包括：根據高層建筑的特點，設計出符合用戶要求的恒壓供水系統(tǒng)。包括單片機應用，變頻器、供水電機的選擇，管網的構建，流量、壓力監(jiān)測以及整個系統(tǒng)的可靠性設計。此外對于突發(fā)情況采用報警和緊急停車的方式來保證供水的安全性能。 2、預期目標通過單片機以及變頻器的協(xié)調工作，使得整個供水系統(tǒng)達到恒壓、節(jié)水、節(jié)電、環(huán)保的目的。確保系統(tǒng)運行的安全性穩(wěn)定性以及長期性持續(xù)性。并且保證在特殊情況下（用水高峰期或者用電高峰期等）的供水系統(tǒng)的可靠性。減少外部環(huán)境對居民用水的影響，保證居民用上干

7、凈放心的自來水。三、設計思想和擬解決問題1、設計思想系統(tǒng)通過單片機將壓力傳感器送來的模擬信號轉換成相應的數字量，與系統(tǒng)設定的信號進行比較得到偏差信號，再通過預先設定的控制算法得出最佳控制參數，然后通過調節(jié)變頻器的頻率控制電機水泵機組的轉速和工頻泵啟停的轉換，當用戶用水量增大，管網壓力低于設定壓力時，變頻調速的輸出頻率將增大，水泵轉速提高，供水量加大，當達到設定壓力時，電動機水泵的轉速不再變化，使管網壓力恒定在設定壓力上，反之亦然。使供水系統(tǒng)的供水壓力保持恒定。供水量按用戶的實際需要自動變化。變頻器主要有電力電子器件和微處理器組成，它能根據頻率設定的輸入信號輸出相應頻率的交流電。電機水泵機組是傳

8、送水或其他液體的機電裝置，其作用是將儲水池中的水以一定的壓力和流量通過供水管道輸送。 變頻恒壓供水系統(tǒng)組成框圖2.設計中要解決的主要問題及采取的措施恒壓供水系統(tǒng)設計的主要問題包括： 供水管網壓力的恒定，單片機、變頻器以及水泵的選擇，供電線路的布置等。針對以上問題我們可采取以下措施：第一，采用壓力傳感器對管網自來水壓力進行監(jiān)測；第二，使用單片機對變頻器進行直接控制。第三，采用變頻器對水泵轉速實現無極調速。參考文獻1楊發(fā)明.林榮文.單片機在自動供水系統(tǒng)中的應用技術m.現代電力電子技術.2002.66682韓光文供水系統(tǒng)的自動控制j昭烏達蒙族師專學報2002. 90913杜曉婷.陳偉.基于mcs-5

9、1單片機的高樓恒壓供水控制系統(tǒng)設計j.科技信息. 2008.(21)4韓桂利.單片機變頻調速控制技術的探討與研究j.天津冶金2007.(3)5 高圣偉.高馨.基于pic18c442單片機的變頻調速控制系統(tǒng)設計j -天津工業(yè)大學學報2006.25.(4)6 李華.變頻調速應用手冊m,機械工業(yè)出版社.2000.7 付娟.交流調速技術.m北京：電子工業(yè)出版社.2002：110;61698胡崇岳.現代交流調速技術m.機械工業(yè)出版社.2000：1279陳虹.史旺旺.中小型水廠自動化技術的實現j.給水排水200110 陳潤泰,楊愛蓮.高樓恒壓供水電氣傳動及控制系統(tǒng)j.電子與自動化.1998年第1期11杜消

10、府.小氣壓罐與變頻調速結合的節(jié)能供水系統(tǒng)j,中國給水排水.2005.12蔣藝.楊俊生.變頻調速器在供水系統(tǒng)中的應用j，山東冶金.1999.21（5）.4950.13錢毅.韓濤.微機控制的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)j.199614張玉燕.車向芝.變頻調速恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能淺析j，山東水利.2002.3（8）.434415李華德.交流調速控制系統(tǒng)m.電子工業(yè)出版社.2003.213516余永權.李小青.陳林康.單片機應用系統(tǒng)的功率接口技術m.北京航空航天大學出版社.1992年第1版.13516017 李琳.單片機在變頻恒壓水位控制系統(tǒng)中的應用j，國外建材科技.2003.24(3)四、主要內容、研究方法和思

11、路：1研究內容 1、收集閱讀單片機恒壓供水的相關設計資料。2、基于單片機的高樓恒壓供水總體結構設計。3、主接線設計。4、細節(jié)設計。5、撰寫設計說明書、外文翻譯、文獻綜述等材料。2 研究方法根據任務書要求，根據高樓恒壓供水系統(tǒng)的特點，按照安全、穩(wěn)定、可靠的原則進行總體以及各個環(huán)節(jié)的設計。3 研究思路1、根據高樓恒壓供水系統(tǒng)設計相關要求，編寫相關的設計方案。2、根據負荷對設備進行選型3、確定具體的系統(tǒng)環(huán)節(jié)。4 可行性分析1、該課題研究所需要的知識和能力準備，通過個人的努力應該可以達到。2、該課題研究所需要的指導老師和咨詢的途徑已經具備。3、該課題完成需要閱讀電力系統(tǒng)分析、電力電子與電力拖動、單片機應用技術、繼電保護系統(tǒng)、電機調速等書籍。4、該課題需要進行互聯網進行資料查詢，需要到圖書館進行相關期刊雜志的查詢工作，需要準確的計算，需要設備選型和校驗，需要設計繼電保護的配置，完成設計圖紙。5、該課題研究所需要的物質、環(huán)境條件不是很高，通過努力能夠較好的解決。五、總體安排和進度（包括階段性工作內容及完成日期）：1）2011年7月25日進行選題；2）