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單片機在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時間:2012-02-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1工作原理

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/172051.htm

恒壓與水塔或樓頂?shù)母呶凰?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/供水">供水相比,具有投資省、節(jié)約能源、水質(zhì)遭二次污染的機會少等優(yōu)點,越來越多的城市和生活小區(qū)已經(jīng)或正打算采用恒壓恒壓供水構(gòu)成如圖1。

6.jpg

其工作原理是:控制器通過檢測實際水壓值,比較設(shè)定水壓值和實際水壓值的差別,按PID控制規(guī)律運算后,輸出控制信號至變頻器,變頻器則根據(jù)控制器的輸入信號調(diào)節(jié)水泵電機的供電電壓和頻率。

當(dāng)用水量增加時,控制器控制變頻器使電動機的電壓和頻率加大,水泵轉(zhuǎn)速升高,出水量增加;當(dāng)用水量減少時,控制器控制變頻器使電動機的電壓和頻率降低,水泵轉(zhuǎn)速下降,出水量減少。通過這種控制方式,就可以使自來水管道壓力保持在設(shè)定值上。

由于變頻器的價格較高,變頻調(diào)速恒壓供水通常采用多臺水泵并聯(lián)運行,幾臺水泵共用一臺變頻器。工作時,控制器根據(jù)用水量的大小,控制配電自動選擇所需投入運行的水泵數(shù)量,一般方法是保持其中一臺水泵處于變頻器控制下,其它水泵則根據(jù)供水量的變化,在工頻下全速運行或停機待命。

2控制器設(shè)計

2.1硬件設(shè)計

控制器及變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的原理接線圖如圖2。系統(tǒng)采用Atmel公司的AT89C51作為控制CPU(因為該單片機片內(nèi)具有4KB的Flash?。停澹恚铮颍?;為確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行,采用MAX813作為系統(tǒng)的電壓監(jiān)控及Watchdog電路;壓力變送器送來的4~20mA的壓力信號經(jīng)IC7轉(zhuǎn)換為0~5V的電壓信號;由A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809將壓力傳感器的檢測水壓值和設(shè)定電位器的設(shè)定值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,供單片機使用;D/A轉(zhuǎn)換電路采用DAC0832,將單片機輸入的控制量轉(zhuǎn)換為4~20mA電流環(huán),控制變頻器的輸出頻率。由單片機到配電部分的控制信號及系統(tǒng)的一些控制開關(guān)命令,均通過光電耦合電路進行隔離,以減少強電回路對單片機的影響。

2.2軟件設(shè)計

假設(shè)供水系統(tǒng)共有2臺水泵,其中水泵1為變頻運行,水泵2為工頻運行,由接觸器分別啟動或停止,單片機通過繼電器控制接觸器的工作。軟件設(shè)計如下:

2.2.1單片機接口地址分配和控制端口功能

A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809:80XXH~87XXH;壓力傳感器為IN0通道,設(shè)定電位器為IN1通道。

D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832:08XXH。

水泵1繼電器控制P1.0:當(dāng)P1.0=0時,水泵1開;當(dāng)P1.0=1時,水泵1停。

水泵2繼電器控制P1.1:當(dāng)P1.1=0時 ,水泵2開;當(dāng)P1.1=1時,水泵2停。

開機命令P1.2:當(dāng)P1.2=0時,系統(tǒng)開始工作,當(dāng)P1.2=1時,系統(tǒng)停止工作。

7.jpg

2.2.2軟件程序設(shè)計

變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的單片機控制器軟件包括主程序、控制量計算子程序、繼電器控制子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、延時子程序等。


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