基于嵌入式的智能多壓供水控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā).pdf

1、近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)供水量的需求呈現(xiàn)快速放大的趨勢(shì)，由此造成供水用電量猛增，由于公眾節(jié)能意識(shí)的提高和能源價(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，利用先進(jìn)的控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)降低供水系統(tǒng)能耗成為必然趨勢(shì)。
　　 本課題的研究目的主要是探討如何在變頻恒壓供水系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出更加節(jié)能的供水系統(tǒng)。由于供水系統(tǒng)的性能主要取決于其控制單元，因此本文將開(kāi)發(fā)更加先進(jìn)、節(jié)能的供水控制系統(tǒng)作為核心目標(biāo)，并將節(jié)能環(huán)保理念貫穿于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各

2、個(gè)環(huán)節(jié)。
　　 本文對(duì)傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，肯定了當(dāng)前基于變頻技術(shù)的恒壓供水方式相比于傳統(tǒng)供水系統(tǒng)在節(jié)能、工程量、空間等方面的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)分析基于變頻控制技術(shù)的水泵揚(yáng)程-流量工作曲線，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中供水管網(wǎng)水體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生沿程損失和局部損失的情況，提出將恒壓供水方式改進(jìn)為多壓供水控制方式，當(dāng)用戶用水量較大，超過(guò)一臺(tái)變頻泵額定功率時(shí)，系統(tǒng)采用常壓供水控制方式，優(yōu)先保證用戶出水口水壓充足；當(dāng)用戶用水量較小，低于一

3、臺(tái)變頻泵額定功率時(shí)，該變頻泵工作于節(jié)能效果顯著的多壓智能切換模式，從而使系統(tǒng)能效比得到較大程度提升。
　　 為實(shí)現(xiàn)多壓供水控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)，本文采用飛思卡爾公司帶協(xié)處理器的16位高性能微控制器(MCU)作為實(shí)時(shí)控制單元核心，它一方面通過(guò)高分辨率AD采樣通道對(duì)供水系統(tǒng)管網(wǎng)水壓、水質(zhì)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，一方面通過(guò)高性能DA輸出控制變頻器的工作頻率，從而間接控制變頻泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使整個(gè)供水系統(tǒng)形成典型閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，只需工作人員設(shè)置

4、好合適的運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行，減少了維護(hù)人員的工作量。
　　 為改進(jìn)當(dāng)前供水控制系統(tǒng)維護(hù)不便、操作界面不直觀、操作不方便以及沒(méi)有權(quán)限認(rèn)證功能的普遍弊端，本文使用高性能嵌入式處理器PXA270(CPU)處理人機(jī)交互工作，使得供水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息可以非常直觀的展現(xiàn)于5.6寸液晶顯示屏，對(duì)工作參數(shù)的設(shè)置則使用附著于LCD的觸摸板完成，方便了工作人員對(duì)供水系統(tǒng)的查看及設(shè)置，使得維護(hù)工作復(fù)雜度大大降低；并預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口為后續(xù)的遠(yuǎn)

5、程控制服務(wù)提供支持。
　　 MCU與CPU在完成各自任務(wù)的同時(shí)，通過(guò)Modbus不斷進(jìn)行信息交互，共同構(gòu)成了嵌入式智能多壓供水控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境下完成3個(gè)月的調(diào)試驗(yàn)證，優(yōu)化了系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置，設(shè)備人性化程度提高。之后在寧波某鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠進(jìn)行了3個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果證實(shí)該系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，與原有恒壓供水方式同比節(jié)能達(dá)18％。
　　 鑒于我國(guó)人口眾多而且工業(yè)較為發(fā)達(dá)，對(duì)供水控制系統(tǒng)的市場(chǎng)需求較為龐大，如該供水控