畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告基于單片機(jī)的高樓恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（開題報(bào)告） 題 目： 基于單片機(jī)的高樓恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 082班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 2012年2月 安徽科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告書題 目基于單片機(jī)的高樓恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名黃建男指導(dǎo)教師陳娟職 稱副教授一、 研究(調(diào)查)目的及意義水已經(jīng)成為中國(guó)21世紀(jì)的熱點(diǎn)問(wèn)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(fù)使用、可再生的資源；水又有其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)屬性，不僅工業(yè)、農(nóng)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)正處于迅猛發(fā)展時(shí)期，能源緊缺是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因

2、素，節(jié)能節(jié)水是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。供水質(zhì)量的好壞直接影響著人民的生活水平和企業(yè)的生產(chǎn)效率。要安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)可靠的管理好遍布全城的供水管網(wǎng)，一定要有一個(gè)滿足供水特點(diǎn)的、先進(jìn)的自動(dòng)化供水控制系統(tǒng)。但我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在城市供水、樓宇供水、工業(yè)生產(chǎn)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低，效率低下。究其原因，主要是由于受供水設(shè)備和供水方式的限制。我國(guó)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(méi)有，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。這種供水方式，水泵整日不停運(yùn)轉(zhuǎn)，有的可能在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。這種系統(tǒng)形式簡(jiǎn)單、造價(jià)最低，但耗電、耗水嚴(yán)重，水壓不穩(wěn)，供水質(zhì)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(lái)進(jìn)行供水的，為此，需要建造水塔或?qū)⑺渲糜诮ㄖ锏捻敳?。即使如此，在大型建筑物種還常常不能滿足最不利供水點(diǎn)的供水要求，且難于滿足不斷增長(zhǎng)的供水需求。同時(shí)，由于在建筑物頂部形成很大的負(fù)重，所以增加了結(jié)構(gòu)面積，也妨礙了美觀。另外這種供水

4、方式的水質(zhì)容易受到污染，系統(tǒng)的開、停，將完全由人操作，這將會(huì)出現(xiàn)能量的嚴(yán)重浪費(fèi)和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。3.氣壓供水方式模糊控制變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)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(guò)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)壓力來(lái)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(shè)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(zhì)因異物進(jìn)入而被污染的可能性，靈活性大、建設(shè)快、不妨礙美觀，且可以通過(guò)改變壓力罐的壓力來(lái)滿足不斷增加的供水需求。但缺點(diǎn)是需要壓力罐，其體積大、投資大，又因其壓力變化快、運(yùn)行效率低，因此電能消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高。綜上所述，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)浪費(fèi)

5、了很多水力資源和電力資源，效率低下，且可靠性低，嚴(yán)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(gè)共同的致命缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度不高，跟不上時(shí)代發(fā)展的需求。所以開發(fā)一種新型的自動(dòng)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(diào)速恒壓供水技術(shù)其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（實(shí)際上為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻器調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著

6、重要意義。二、課題研究的主要任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)1、主要任務(wù)本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)城市小區(qū)小高層以及其他高層建筑的恒壓供水問(wèn)題。主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括：根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出符合用戶要求的恒壓供水系統(tǒng)。包括單片機(jī)應(yīng)用，變頻器、供水電機(jī)的選擇，管網(wǎng)的構(gòu)建，流量、壓力監(jiān)測(cè)以及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。此外對(duì)于突發(fā)情況采用報(bào)警和緊急停車的方式來(lái)保證供水的安全性能。 2、預(yù)期目標(biāo)通過(guò)單片機(jī)以及變頻器的協(xié)調(diào)工作，使得整個(gè)供水系統(tǒng)達(dá)到恒壓、節(jié)水、節(jié)電、環(huán)保的目的。確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性穩(wěn)定性以及長(zhǎng)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(duì)居民用水的影響，保證居民用上干

7、凈放心的自來(lái)水。三、設(shè)計(jì)思想和擬解決問(wèn)題1、設(shè)計(jì)思想系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)將壓力傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，與系統(tǒng)設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較得到偏差信號(hào)，再通過(guò)預(yù)先設(shè)定的控制算法得出最佳控制參數(shù)，然后通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的頻率控制電機(jī)水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速和工頻泵啟停的轉(zhuǎn)換，當(dāng)用戶用水量增大，管網(wǎng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，變頻調(diào)速的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)速提高，供水量加大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，電動(dòng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速不再變化，使管網(wǎng)壓力恒定在設(shè)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(shí)際需要自動(dòng)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(jù)頻率設(shè)定的輸入信號(hào)輸出相應(yīng)頻率的交流電。電機(jī)水泵機(jī)組是傳

8、送水或其他液體的機(jī)電裝置，其作用是將儲(chǔ)水池中的水以一定的壓力和流量通過(guò)供水管道輸送。 變頻恒壓供水系統(tǒng)組成框圖2.設(shè)計(jì)中要解決的主要問(wèn)題及采取的措施恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題包括： 供水管網(wǎng)壓力的恒定，單片機(jī)、變頻器以及水泵的選擇，供電線路的布置等。針對(duì)以上問(wèn)題我們可采取以下措施：第一，采用壓力傳感器對(duì)管網(wǎng)自來(lái)水壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；第二，使用單片機(jī)對(duì)變頻器進(jìn)行直接控制。第三，采用變頻器對(duì)水泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。參考文獻(xiàn)1楊發(fā)明.林榮文.單片機(jī)在自動(dòng)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)m.現(xiàn)代電力電子技術(shù).2002.66682韓光文供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制j昭烏達(dá)蒙族師專學(xué)報(bào)2002. 90913杜曉婷.陳偉.基于mcs-5

9、1單片機(jī)的高樓恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)j.科技信息. 2008.(21)4韓桂利.單片機(jī)變頻調(diào)速控制技術(shù)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(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)j -天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2006.25.(4)6 李華.變頻調(diào)速應(yīng)用手冊(cè)m,機(jī)械工業(yè)出版社.2000.7 付娟.交流調(diào)速技術(shù).m北京：電子工業(yè)出版社.2002：110;61698胡崇岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)m.機(jī)械工業(yè)出版社.2000：1279陳虹.史旺旺.中小型水廠自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)j.給水排水200110 陳潤(rùn)泰,楊愛(ài)蓮.高樓恒壓供水電氣傳動(dòng)及控制系統(tǒng)j.電子與自動(dòng)化.1998年第1期11杜消

10、府.小氣壓罐與變頻調(diào)速結(jié)合的節(jié)能供水系統(tǒng)j,中國(guó)給水排水.2005.12蔣藝.楊俊生.變頻調(diào)速器在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用j，山東冶金.1999.21（5）.4950.13錢毅.韓濤.微機(jī)控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)j.199614張玉燕.車向芝.變頻調(diào)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(diào)速控制系統(tǒng)m.電子工業(yè)出版社.2003.213516余永權(quán).李小青.陳林康.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù)m.北京航空航天大學(xué)出版社.1992年第1版.13516017 李琳.單片機(jī)在變頻恒壓水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用j，國(guó)外建材科技.2003.24(3)四、主要內(nèi)容、研究方法和思

11、路：1研究?jī)?nèi)容 1、收集閱讀單片機(jī)恒壓供水的相關(guān)設(shè)計(jì)資料。2、基于單片機(jī)的高樓恒壓供水總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3、主接線設(shè)計(jì)。4、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。5、撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、外文翻譯、文獻(xiàn)綜述等材料。2 研究方法根據(jù)任務(wù)書要求，根據(jù)高樓恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)，按照安全、穩(wěn)定、可靠的原則進(jìn)行總體以及各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。3 研究思路1、根據(jù)高樓恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)要求，編寫相關(guān)的設(shè)計(jì)方案。2、根據(jù)負(fù)荷對(duì)設(shè)備進(jìn)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(shí)和能力準(zhǔn)備，通過(guò)個(gè)人的努力應(yīng)該可以達(dá)到。2、該課題研究所需要的指導(dǎo)老師和咨詢的途徑已經(jīng)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(dòng)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、電機(jī)調(diào)速等書籍。4、該課題需要進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行資料查詢，需要到圖書館進(jìn)行相關(guān)期刊雜志的查詢工作，需要準(zhǔn)確的計(jì)算，需要設(shè)備選型和校驗(yàn)，需要設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的配置，完成設(shè)計(jì)圖紙。5、該課題研究所需要的物質(zhì)、環(huán)境條件不是很高，通過(guò)努力能夠較好的解決。五、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）：1）2011年7月25日進(jìn)行選題；2）