公寓自動(dòng)供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)王敬濤

1、遼寧科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目：公寓自動(dòng)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專(zhuān)題：系別：電氣與信息工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí)：測(cè)控BG082學(xué)生姓名：王敬濤學(xué)號(hào)：1011108221指導(dǎo)教師：丁英麗 年 月 日 開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求1開(kāi)題是本科畢業(yè)設(shè)計(jì)最重要環(huán)節(jié)之一，學(xué)生要高度重視開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)工作。2開(kāi)題報(bào)告一式一份，由學(xué)生妥善保管，最后連同畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、說(shuō)明書(shū)等相關(guān)資料一起裝入學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料袋中存檔。3開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生獨(dú)立完成。4開(kāi)題工作應(yīng)在教學(xué)進(jìn)程表中，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二周周末前完成。5學(xué)生查閱的參考文獻(xiàn)（含指導(dǎo)教師推薦的參考文獻(xiàn)），設(shè)計(jì)類(lèi)題目一般不少于10篇，論文類(lèi)

2、一般不少于12篇。一本課題的目的及意義，研究現(xiàn)狀分析目的及意義：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水對(duì)人民生活與生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，對(duì)供水的質(zhì)量與安全可靠性的要求不斷提高，人們也更加重視降低供水系統(tǒng)的能耗，為此，一項(xiàng)重要而有效的措施就是加強(qiáng)供水系統(tǒng)工況的監(jiān)測(cè)，尤其是加強(qiáng)水處理廠(chǎng)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制。供水系統(tǒng)又稱(chēng)為供水設(shè)備，是為解決由于壓力不足，無(wú)法到達(dá)用戶(hù)用水的高度或流量，而專(zhuān)門(mén)研發(fā)設(shè)計(jì)的新型環(huán)保節(jié)能的專(zhuān)業(yè)設(shè)備。 對(duì)于高校學(xué)生公寓等公共場(chǎng)所供應(yīng)熱水來(lái)說(shuō)，仍然存在著諸多需要改進(jìn)的現(xiàn)象。一是高校供水系統(tǒng)全天24小時(shí)燒熱水現(xiàn)象，但是學(xué)生并不是全天24小時(shí)都需要熱水，而且季節(jié)變化造成用水不均，就同一學(xué)生每天

3、用水量也不同，在方便學(xué)生提水的同時(shí)造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，降低了鍋爐的使用壽命。二是學(xué)校鍋爐出現(xiàn)故障，若不能及時(shí)維修，嚴(yán)重影響了學(xué)生的日常生活。三是學(xué)生提水都有倒掉暖壺剩水的習(xí)慣。但是作為一部分比較干凈還沒(méi)利用過(guò)的水，就這樣當(dāng)做廢水排掉很可惜，可以回收再利用。四是除夏季以外生活用水量都大于飲用水的量，生活用水和飲用水不加區(qū)分，大幅增加水凈化成本。 供水系統(tǒng)一般由水泵機(jī)組，變頻控制柜，隔膜壓力罐，壓力傳感器和一些輔件構(gòu)成。但由于不同的類(lèi)型，也會(huì)使用一些特殊的設(shè)備，如：無(wú)負(fù)壓變頻供水設(shè)備會(huì)用到無(wú)負(fù)壓穩(wěn)流罐；無(wú)塔變頻供水設(shè)備會(huì)用到液位傳感器由于構(gòu)成的不同，價(jià)格也不近相同 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)大部分城市供水系統(tǒng)

4、,包括水廠(chǎng)、生活小區(qū)、高層建筑的供水系統(tǒng),仍采用較為傳統(tǒng)的供水方式。給水值班員根據(jù)實(shí)際的用水量或積累的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)人工的方式調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的開(kāi)停來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的供水控制。當(dāng)用水量增大,供水壓力變小時(shí),即手動(dòng)增加一臺(tái)水泵;當(dāng)用水量減小,供水壓力變大時(shí),則把最先運(yùn)行的水泵電機(jī)關(guān)停。水泵作為供水工程中的通用機(jī)械,消耗著大量的能源,在我國(guó),每年水泵的電能消耗占電能總消耗的21%。為了節(jié)約降耗,必須采取調(diào)節(jié)措施使泵站適應(yīng)負(fù)荷的變化來(lái)運(yùn)行。傳統(tǒng)的供水方式存在著許多缺陷,特別是多臺(tái)水泵供水系統(tǒng)尤為嚴(yán)重。由于水泵電機(jī)只能工作在額定運(yùn)行和停車(chē)兩種工作狀態(tài),無(wú)法為用戶(hù)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力,且系統(tǒng)完全依賴(lài)于人工操作來(lái)控制

5、,因而供水質(zhì)量受人為因素影響較大,無(wú)法為用戶(hù)提供穩(wěn)定的供水壓力,且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷水、水管崩裂、管道共振等現(xiàn)象。由于水泵電機(jī)只能工作在工頻狀態(tài),長(zhǎng)期高速運(yùn)行,電能浪費(fèi)較大,據(jù)統(tǒng)計(jì),在目前傳統(tǒng)的供水方式中,電費(fèi)在水費(fèi)成本中的比例高達(dá)45%以上。水工業(yè)整體技術(shù)水平低，特別缺乏供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)與人才；水工業(yè)儀表與裝備基礎(chǔ)薄弱，國(guó)產(chǎn)的專(zhuān)用水質(zhì)在線(xiàn)檢測(cè)儀表及主要裝備性能難以滿(mǎn)足供水企業(yè)的需要；受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平限制，供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，除了少數(shù)較大型企業(yè)有能力通過(guò)貸款等方式引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備、發(fā)展供水監(jiān)控系統(tǒng)外，多數(shù)的中水水廠(chǎng)面臨的是缺資金、少技術(shù)、進(jìn)口設(shè)備買(mǎi)不起、國(guó)產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)的局面。這些情況

6、決定了發(fā)展中國(guó)供水行業(yè)的現(xiàn)代化不能全盤(pán)照搬西方發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，要形成有中國(guó)特色的技術(shù)路線(xiàn)。為此，本專(zhuān)題的研究目的就是繼續(xù)發(fā)揮已有研究?jī)?yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出一批適全中國(guó)國(guó)情的特點(diǎn)的、關(guān)鍵的水質(zhì)專(zhuān)用檢測(cè)儀表與裝備；總結(jié)我國(guó)供水系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)經(jīng)濟(jì)，參考借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)濟(jì)，建成若干有代表性的水廠(chǎng)集散型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)示范工程。這一專(zhuān)題的研究將有效地提高供水系統(tǒng)的工作質(zhì)量及供水的安全可靠性，降低供水成本，推進(jìn)我國(guó)供水系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)代化的進(jìn)程，具有很顯著的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。 二、本課題的基本任務(wù)、擬解決的主要問(wèn)題，及其實(shí)現(xiàn)途徑、方法和手段1、基本任務(wù)：1.利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等途徑進(jìn)行必要的文獻(xiàn)檢索，完成本次設(shè)計(jì)所需的器件的

7、選型，進(jìn)行規(guī)范的理論設(shè)計(jì)，方案論證合理。2.培養(yǎng)自身的靈活實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神，例如，對(duì)于水壓和水溫相關(guān)器件的選型，可以根據(jù)需要自由設(shè)計(jì)發(fā)揮。3.在設(shè)計(jì)中應(yīng)有一定的實(shí)際工作體現(xiàn)，例如方案設(shè)計(jì)，硬件獨(dú)創(chuàng)的論證與設(shè)計(jì)等。4.論文工作量要足夠，符合學(xué)校有關(guān)規(guī)定。5.翻譯一篇與課題內(nèi)容相關(guān)的英文資料。2、主要問(wèn)題：水箱自動(dòng)供水裝置就是建筑物外的供水管網(wǎng)里的水流進(jìn)蓄水池，再由水泵抽水至屋頂水箱和建筑物內(nèi)供水裝置。水泵水箱聯(lián)合給水方式適用的條件是：王建筑外管網(wǎng)壓力經(jīng)常低于建筑內(nèi)給水系統(tǒng)所需壓力，而且建筑內(nèi)用水量又很不均勻時(shí)，采用水泵加壓給水，同時(shí)采用水箱貯存調(diào)節(jié)用水量。此方式，一是能使水泵在高效率條件下

8、工作，同時(shí)水箱能夠貯存調(diào)節(jié)生活和其他用水量，二是使水泵間斷工作，可以利用變頻器和PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的變頻調(diào)速控制來(lái)達(dá)到水泵運(yùn)行于停止自動(dòng)化，能及時(shí)向管網(wǎng)和水箱充水，也可使水箱容積大大減小。這種給水方式技術(shù)上合理，供水可靠，節(jié)能，是我國(guó)和外國(guó)建筑采用的一種常見(jiàn)給水方式通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)和PLC之間通信協(xié)議的研究，完成了上下位機(jī)通信設(shè)置，開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控程序，通過(guò)信息模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障報(bào)警。系統(tǒng)有效的解決了傳統(tǒng)供水方式中存在的問(wèn)題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。并與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了有機(jī)的結(jié)合，提升了系統(tǒng)的總體性能3、實(shí)現(xiàn)途徑、手段、和方法：采用MCS51單片機(jī)作為控制器。51單片機(jī)作為工業(yè)級(jí)別的單片

9、機(jī)，有廣泛的使用基礎(chǔ)和超強(qiáng)的穩(wěn)定性。51單片機(jī)可以完全滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)要求，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用方案二，選用性能及功能穩(wěn)定的MCS51?？刂破鹘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖MCS51溫度測(cè)量系統(tǒng)自檢廢水回收水箱自動(dòng)上水加熱液晶動(dòng)態(tài)顯示 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器 采樣壓力數(shù)據(jù)系統(tǒng)的主程序框圖Y輸出相應(yīng)控制信號(hào)至繼電控制邏輯PID計(jì)算D/A輸出啟動(dòng)（或停止）另一臺(tái)水泵根據(jù)采樣壓力數(shù)據(jù)確定水泵工作方式顯示供水壓力數(shù)字濾波標(biāo)度轉(zhuǎn)換設(shè)定標(biāo)志N啟動(dòng)電機(jī)水泵組正常系統(tǒng)檢測(cè)通過(guò)硬盤(pán)讀取系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)初始化開(kāi)始控制原理圖PEPs變頻器D/A單片機(jī)控制器電動(dòng)機(jī)水泵機(jī)組D/A壓力變送器變頻恒壓汞廢水系統(tǒng)組成變頻器單片機(jī)傳感器配電部分進(jìn)

10、用戶(hù)水泵3水泵2水泵1進(jìn)水三、完成本課題所需工作條件（如工具書(shū)、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等），可能遇到的問(wèn)題以及解決的方法和措施工作條件：首先通過(guò)計(jì)算機(jī)查閱公寓自動(dòng)供水系統(tǒng)的工作原理及工作過(guò)程，到圖書(shū)館進(jìn)行相關(guān)資料的查閱，對(duì)所收集磁療進(jìn)行整理?？赡苡龅絾?wèn)題：程序設(shè)計(jì)不完善四、已查閱參考文獻(xiàn)目錄1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)M高等教育出版社，2004;30-3002丁立新.電廠(chǎng)鍋爐原理M中國(guó)電力出版社，2004:45-603吳璘.自動(dòng)控制原理M清華大學(xué)出版社。2003:70-904韓斌.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化M機(jī)械工業(yè)出版社。2006:60-895陸永寧.非接觸IC卡原理與應(yīng)用M電子工業(yè)出版社，2005:9

11、-566孫涵芳.單片機(jī)原理及應(yīng)用M北京航空航天7郭敬樞.微機(jī)控制技術(shù)M.重慶大學(xué)出版社8趙麗梅.變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)J山西建筑2008年2期9金秀慧.公寓健康節(jié)能智能供水系統(tǒng)J機(jī)電技術(shù)20104期五、進(jìn)程安排序號(hào)時(shí)間要求應(yīng)完成的內(nèi)容（任務(wù)）提要12012年01月05日2012年04月01日選題、調(diào)研、搜集資料22012年04月02日2012年04月06日開(kāi)題32012年04月09日2012年04月13日硬件電路整體設(shè)計(jì)42012年04月16日2012年04月20日系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)52012年04月23日2012年04月27日軟件設(shè)計(jì)62012年04月30日2012年05月04日寫(xiě)論文初稿72012年05月07日2012