基于C8051F020海水預(yù)處理模塊測控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：根據(jù)對海水預(yù)處理模塊控制要求的分析研究，提出設(shè)計一套能同時調(diào)節(jié)海水溫度和流量的預(yù)處理模塊控制器，該控制器使用Cygnal公司8位微處理器C8051F020作為主芯片，并給出了測控模塊軟、硬件設(shè)計方案，該控制器已經(jīng)在海水預(yù)處理模塊上試驗成功。試驗結(jié)果表明，該控制器設(shè)計穩(wěn)定，具有很好的工程應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：預(yù)處理；死區(qū)；調(diào)理模塊；海水淡化

0 引言
在對海水淡化裝置實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，裝置實際工作參數(shù)一般不同于設(shè)計工作參數(shù)，使得裝置無法發(fā)揮原設(shè)計系統(tǒng)流程特點，性能不佳；這種情況是由于實際進(jìn)入裝置的海水溫度很難與設(shè)計溫度一致造成的。此類現(xiàn)象對于海島用海水淡化裝置影響尤其明顯：由于其特殊使用環(huán)境和條件，在不同季節(jié)和海域，海水入口溫度變化很大，造成裝置運行不穩(wěn)定，產(chǎn)水量不足、水質(zhì)下降嚴(yán)重，甚至不能工作。
為克服此類問題，本項目開展了海水進(jìn)口調(diào)節(jié)模塊設(shè)計技術(shù)研究，使控制器具有海水進(jìn)口溫度、流量的調(diào)節(jié)作用，始終保證進(jìn)入裝置的海水進(jìn)口溫度在設(shè)定值，使得裝置的流程參數(shù)在不斷變化的外界環(huán)境條件下保持在設(shè)定工況參數(shù)不變，從而保證淡水產(chǎn)量和水質(zhì)，也使得裝置易于控制和維護。

1 系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)對系統(tǒng)要求分析，設(shè)計出海水預(yù)處理系統(tǒng)(如圖1中虛線框內(nèi))，將進(jìn)入海水淡化裝置的海水與裝置排出的濃海水進(jìn)行預(yù)混合，利用濃海水的余熱，控制海水原水和濃海水比例，將進(jìn)淡化裝置水混合成系統(tǒng)需要溫度和流量的海水。

從系統(tǒng)圖可以看出，進(jìn)入海水淡化裝置進(jìn)水量(Q)應(yīng)保持恒定，控制關(guān)鍵在于管路上的兩個線性閥調(diào)節(jié)的控制，它用于調(diào)節(jié)進(jìn)入混合器的海水(Q1)與濃海水(Q2)的比例，由于進(jìn)入海水溫度隨時變化，所以調(diào)節(jié)器應(yīng)該是隨動系統(tǒng)。

2 控制器硬件設(shè)計
控制器分為硬件部分和軟件部分，硬件部分又分為：電源模塊、處理器模塊、A／D轉(zhuǎn)換模塊、D／A輸出及放大模塊、溫度調(diào)理模塊以及通信模塊，整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。