1、 题 目 单片机控制恒压供水系统的设计 1.1 课题来源及研究意义 水是人民生活和工农业生产不可缺少的重要组成部分，但是由于受到输送管道和供 水设备的限制，生产和生活用水普遍存在着高峰期流量不足问题，因此摆在用户面前的 突出问题一是蓄水，二是升压。传统的蓄水加压办法是采用高位水箱和水塔，靠水的势 能向用户提供一定压力的生活用水和生产用水。这种办法显然比较落后，一是投资大， 二是不利与维护和抗震。1982 年以后开始出现气压供水设备，虽比前者有所改进，但仍 有很多不足之处，如占地面积大，水罐和泵房投资高，电机频繁启动，耗电量大且供水 压力不稳。究竟采用何种供水方式效果更好呢？根据流体力学的原理，
2、水泵的流量与转 速成正比，而电机轴上消耗的功率与转速的平方成正比。由此可见，采用交流变频调速 恒压供水系统即可做到用水量和供水量的统一，又极大地降低了电耗。近几年随着交流 变频调速技术的发展和微型计算机的推广应用，上述想法已成为现实。 1.2 国内外发展状况 变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于国外生 产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压 变频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为 了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和 压力传感器，对压力进行闭环控制。
3、从查阅的资料的情况来看，国外的恒压供水工程在 设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水 泵机组运行的情况，因而投资成本高。即 1968 年，月麦的丹佛斯公司发明并首家生产 变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后，随着变频技术的发展和变频恒 压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大 家发现和认可后，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频 器，像瑞典、瑞士的 ABB 集团推出了 HVAC 变频技术，法国的施耐德公司就推出了恒压 供水基板，备有“变频泉固定方式” ， “变频泵循坏方式”两种模式。
4、它将 PID 调节器 和 P LC 可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现 PLC 和 PID 等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁 接触器工作，可构成最多七台电机(泵)的供水系统川。这类设备虽然说是微化了电路结 构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性能和稳定性 不高，与别的监控系统(如 BA 系统)和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载 的容量，因此在实际使用时其范围将会受到限制。 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外品牌的变频器控制水 泵的转速， 水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制， 有的采用可编程控制器 （PLC)及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动 态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能 达到所有用户的要求。深圳华为电气公司和成都希望集团也推出了恒压供水专用变频器 ( 2.2k-30w)，无需外接 PLC 和 PID 可完成。最多四台水泵的循坏切换、定时起动、停 止和定时循环 (
