基于单片机的恒压供水系统设计本科毕业设计
基于PLC控制的恒压供水系统设计毕业设计
毕业设计(论文)基于PLC控制的恒压供水系统设计北京航空航天大学本科毕业设计（论文）任务书Ⅰ、毕业设计（论文）题目：基于PLC控制的恒压控制供水系统设计Ⅱ、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：1、基于PLC的变频恒压供水系统的设计2、基于PLC和变频器的恒压供水泵站系统设计3、基于PLC的恒压变频供水系统的研制4、PLC及变频器恒压供水控制系统设计Ⅲ、毕业设计（论文）工作内容：1、查阅相关专业方面的资料，选题2、根据资料撰写开题报告3、继续搜集并翻阅相关资料书籍，完成论文初稿4、根据指导老师的修改意见，完成论文的终稿Ⅳ、主要参考资料：1、岂兴明.PLC与变频器2、李方园.西门子S7-200 PLC从入门到实践3、彭小红,刘志东.基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计4、林俊赞,李雄松,尹元日.PLC在恒压供水控制系统中的应用5、姜兴忠，戴恒阳.变频恒压控水系统的机理分析校外学习中心理工科类专业类学生（学号）12934202146毕业设计（论文）时间：自2014年6月20日至2014 年10月20 日指导教师：陈燕兼职教师（并指出所负责部分）：校外毕设组织协调小组（签字）：注：任务书应该附在已完成的毕业设计（论文）的首页。
本人声明我声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
作者：王静签字：时间：2014年10 月基于PLC控制的恒压供水系统设计摘要本设计根据城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。
该系统由PLC、变频器、水泵机组、压力变送器等构成。
本系统利用变频器实现对三相水泵电机的变频调速，采用“先启先停”的原则切换运行水泵。
压力传感器检测水压信号，送入PLC并与设定值比较进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速和供水量。
这样使管网水压力始终保持在设定值附近，从而实现恒压供水。
基于单片机的恒压供水控制器设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---要随着我国现代化的进程不断加快，城市居民生活水平不断提高，随之而来的是房屋的翻新和重建，但建筑层数的不断增高，使得供水所需压力不断提高，若建筑设计时对压力判断不足，会导致供水时无法供应到高楼层，给人们的正常生活带来极大的不便利。
本文在充分了解恒压供水发展由来，国内外变频器发展历史及研究现状，以及国内常用的几款控制器的基础上，确定了以单片机与变频器结合的方式实现恒压供水，其中主控制部分的控制核心单片机选用AT89S52型单片机，其内部具有PID自整定程序可对检测回来的压力信号进行自动调整；在此基础上并对外接模块进行设计和芯片选择：压力转换模块其选用TLC549作为核心芯片、输出模块选用TLC5620芯片、驱动模块采用ULN2803芯片、键盘显示模块采用ZLG7290B芯片、存储模块采用X5045芯片、通讯模块采用MAX232芯片。
本次设计的恒压供水控制器将选用单片机与变频器相互结合的方式，由于单片机本身的特性，因此具有价格便宜，编程方便的特点。
加之变频控制器本身具有的节能、实时调节、延长寿命的优点，使得本次的设计更加具有现实意义。
关键词：单片机；恒压供水系统；PID控制；变频调速Constant pressure water supply controller design based on single chipmicrocomputerAbstractWith the accelerating the process of modernization in our country and city residents living standards improve, followed by the renovation and reconstruction of the building, but the increasing construction layer, make the water pressure increasing, when building design judgment to pressure is insufficient, can lead to water supply when unable to supply to the upper floor, to people's normal life brings great convenience.Based on fully understand the development origin, constant pressure water supply inverter development history and research status at home and abroad, and domestic commonly used a few controller, on the basis of preliminary established with combination of single-chip microcomputer and converter to realize constant pressure water supply, the main control part choose type AT89S52 single chip microcomputer control core of the single chip microcomputer, the internal PID self-tuning procedure can be automatically adjusts for the detection of the pressure signal back;On this basis and external modules such as: pressure conversion module selection of its eight bits as the core chip, the output module TLC5620 ULN2803, keyboard display module, drive module USES the ZLG7290B X5045, communication module, storage module USES a design using MAX232, etc.The design of constant pressure water supply controller will choose mutual combination of single-chip microcomputer and converter, due to the characteristics of the micro-controller itself, so it is cheap, convenient bined with frequency conversion controller itself has the advantages of energy saving, real-time adjustment, prolong life, makes the design more realistic.Key Words：Single chip microcomputer；Constant-pressure Water Supply；PID Control；Variable Frequency Speed Regulation目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 引言 (1)1 绪论 (2)1.1 恒压供水背景及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文主要研究内容 (3)2 恒压供水节能原理及设计方案 (5)2.1 变频恒压供水系统节能原理 (5)2.2 设计方案及要求 (7)2.3 系统结构 (8)2.4 系统原理 (10)3 恒压供水控制器硬件设计 (12)3.1 硬件电路总体设计 (12)3.2 晶振与复位模块 (12)3.3 键盘显示模块 (14)3.4 模拟量输入模块 (16)3.5 模拟量输出模块 (18)3.6 开关量输出模块 (19)3.7 参数记忆模块 (21)3.8 数字量输入模块 (22)3.9 ISP下载模块 (23)3.10 稳压电源模块 (26)4 恒压供水控制器软件设计 (28)4.1 PID控制算法 (28)4.2 水泵切换条件分析 (30)4.3 程序流程 (33)设计总结 (37)参考文献 (38)附录A 附录内容名称 (39)致谢 (40)引言在城市建设飞速发展的今天，人们对住房的要求条件越来越高，楼房层数的不断提高，使得供水难度不断加大，住户用水难的问题不断发生对人们的生活带来了接连不断的麻烦。
基于单片机的恒压供水系统设计.
基于单片机的恒压供水系统设计摘要：本设计是在深入研究当前多种恒压供水方案的基础上，创造性地提出“定频副电机+变频主电机+低端MCU”的低成本高效能恒压供水方案。
设计通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
用户可以自行设定水管中的水压，低功耗低噪音高性能高寿命的特点使得本设计在同类产品中脱颖而出。
使用Keil C 和Proteus 等先进EDA软件进行了高效率地设计实现和仿真验证。
关键词：恒压，高效率，水泵转速, 变频器目录1前言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (2)1.3 实施计划 (2)2总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.1.1 方案一 (3)2.1.2 方案二 (3)2.1.3 方案三 (4)2.2 方案论证 (5)2.3 方案选择 (6)3单元模块设计 (7)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 水管压力测量模块 (7)3.1.2 时钟模块设计及与器件选择 (8)3.1.3 复位电路的设计 (8)3.1.4 按键接口模块设计 (9)3.1.5 A/D转换模块 (10)3.1.6 D/A转换模块 (11)3.1.7 显示模块设计 (12)3.1.9 稳压电源模块 (13)3.2 特殊器件的介绍 (14)3.2.1 变频器介绍 (14)3.2.2 DAC0832介绍 (16)3.2.3 ADC0809介绍 (17)3.2.4 74LS245介绍 (20)3.2.5 单片机AT89C51 (21)3.3 各单元模块的联接 (23)4软件设计 (24)4.1 软件设计原理及设计所用工具 (24)4.2 主程序流程图 (24)4.2.1 T0中断服务程序 (25)4.2.2 独立按键程序设计 (28)4.2.3 LED动态显示程序模块的设计 (30)5系统调试 (31)5.1 Proteus仿真软件介绍 (32)5.2 软件调试 (35)5.2.1 水管压力显示的仿真 (35)5.2.2 恒压值的仿真 (38)6结论 (40)7总结与体会 (41)8谢辞 (42)9参考文献 (43)附1 系统的原理电路图 (44)附2 系统的相关程序 (45)附3 外文文献翻译-译文 (53)附4 外文文献翻译-原文.................................. 错误！未定义书签。
基于51单片机恒压供水系统设计
基于51单片机恒压供水系统设计
一、系统简述
恒压供水系统是一种具有自动补偿压力控制功能的水泵控制器，用于
控制水泵的工作速率，以维持供水管路内的压力。
采用51单片机，通过
设计流程和控制算法来控制水泵，以实现压力恒定的目的。
二、系统构成
系统主要构成有51单片机，水泵，传感器，水流计量单元，按钮，
显示器，电源等部件。
1、51单片机：用于编写和执行控制算法，实现控制水泵的功能。
2、水泵：它由电机和泵头组成，作用是提供压力，从而实现系统的
恒压功能。
3、传感器：它能够检测水管内的压力，并将它转换为一个电压信号，传输给51单片机。
4、水流计量单元：它能够检测水流的大小，并将它转换为一个电压
信号，传输给51单片机。
5、按钮：用于开启和关闭系统。
6、显示器：用于显示系统的压力、流量等数据。
7、电源：供给单片机和水泵所需要的电源。
三、系统工作原理
系统的工作原理即用51单片机根据传感器所反馈的水管内压力数据以及水流变化，来控制水泵的速率。
当压力数据低于设定值时，51单片机会驱动水泵加快运行速度，以使压力增加；当压力数据高于设定值时，51单片机会驱动水泵减慢运行速度，以使压力减少。
基于单片机的变频恒压供水系统开题报告
基于单片机的变频恒压供水系统开题报告本科毕业设计开题报告题目：变频调速全自动生活消防恒压给水控制系统设计专题：院：电气信息工程学院班级：电气08-15 班姓名：鲁勇伟学号：080502031525指导教师：赵承滨教师职称：讲师黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目变频调速全自动生活消防恒压给水控制系统设计1、研究目的和意义随着社会经济的迅速发展，水对人们的生活和工业生产越来越重要，人们对供水的安全可靠性的要求不断提高。
给水压力与流量对用户的用水质量具有直接影响，因而对给水水压、流量的控制，直接影响到给水系统的供水质量。
给水泵组是一种长期运行的用电设备，节约泵组的电耗，对国家节能减排意义重大。
是把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术、节能技术等应用于给水领域。
针对城市高层建筑和消防供水系统的实际情况，以单片机和变频器为主要单元组成变频调速恒压供水系统。
采用自动控制原理实现对供水压力的连续监督和控制，自动调节水泵电机加、减速，自动完成各泵的轮休、泵组软启动及无冲击切换，使水压平稳过渡，延长设备寿命，提高供水水量，降低能耗。
在传统的变频调速方式上大大的提高了调速系统的性能。
通过本项目的设计、研究及应用，不仅能够节约水资源，减少设备维护，而且该系统结合高层建筑生活供水与消防供水于一体，在节约能源与水资源的前提下，既保证居民的生活用水，又提高了消防安全系数。
具有较大的经济和社会意义。
2、国内外发展情况(文献综述) 水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，城市的生活生产用水主要来自自来水公司的市政管网提供。
然而自来水的给水压力通常只能达到，一般只能满足8层楼的用水需求，随着国家经济的发展，城市内的次高层和高层建筑的比例不断增加，自来水的给水压力已无法满足次高层和高层建筑的生活和消防给水的要求，只能生活小区依靠二次加压给水设备进行增压给水。
近年来，随着变频调速技术的成熟、普及和应用，其产品已用来更新改造传统给水系统，是我国给水行业的技术水平经历了一次飞跃。
基于单片机的恒压供水系统设计
基于单片机的恒压供水系统设计
恒压供水系统是一种常见的水泵控制系统，主要用于保持用户端的水
压稳定。
在本文中，将介绍基于单片机的恒压供水系统的设计。
恒压供水系统的基本原理是通过控制水泵的启停和转速，以保持用户
端的水压恒定不变。
系统的设计主要包括传感器的选择与连接、单片机的
编程、驱动电路的设计等。
首先，选择和连接传感器。
恒压供水系统中最关键的传感器是压力传
感器和流量传感器。
压力传感器用于测量用户端的压力大小，而流量传感
器则用于计算水泵的工作流量。
这两个传感器应该能够与单片机进行连接
并传输数据。
其次，进行单片机的编程。
单片机可以根据传感器测得的数据，通过
控制水泵的启停和转速，以实现恒定的水压。
编程的关键是根据实际需求
确定水泵的工作状态和转速，并实现相应的控制逻辑。
例如，当水压低于
设定值时，单片机可以启动水泵并逐渐增加转速；当水压达到设定值时，
单片机可以停止水泵或者降低转速。
最后，进行驱动电路的设计。
水泵通常需要较大的电流和电压来工作，因此需要设计适当的驱动电路。
这个电路应该能够与单片机进行连接，并
根据单片机的控制信号提供所需的电流和电压给水泵。
在整个系统设计中，还需要考虑到系统的可靠性和安全性。
例如，可
以设置安全开关来监测水泵的状态，当水泵出现故障时及时停止供水，避
免水泵过热或水压过高等问题。
同时，还可以设置报警装置来提醒用户系
统的异常情况。
基于单片机的恒压供水控制系统设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于单片机的恒压供水控制系统设计Design of constant pressure water supply system based on SCM学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名: 日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。
有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要在当今社会，水资源变的越来越重要了，工业，农业，生活上都需要用水。
在居民用水中浪费现象是随处可见的。
为此在节约用水方面，必须得做一些相应的改变。
目前随着恒压变频供水系统的产生，就可以利用这一系统来解决在实际生活中因为供水问题而造成的能耗问题。
而且这种变频调速恒压供水在现实生活中得到了广泛的运用。
本次设计中设计的恒压供水系统是以单片机为主要控制芯片来控制整个系统的，在这里选择的单片机的型号是AT89C51。
单片机具有成本低，效率高的特点。
在这里单片机通过压力传感器将水压的大小通过A/D转换器转换成数字信号传入单片机中，然后将其通过单片机的控制器经过D/A转换器转换成模拟信号,同时通过变频器从而控制电动机的转速，最后实现恒压供水的功能。
关键词恒压变频供水系统；单片机；自动化AbstractIn today's society, water resource is becoming more and more important.Industry, agriculture,and our life needs water. We found in the residents of water, there is a serious waste phenomenon. In order to achieve this goal, we have to make some corresponding changes. But with the constant pressure water supply system, we can use this system to solve the problem of energy consumption in real life because of supply problems caused by. And this kind of frequency conversion constant pressure water supply has been widely used in real life.The design in the design of constant pressure water supply system based on single chip microcomputer as main control chip to control the whole system, choose here model is AT89C51 single chip microcomputer. The characteristics of the MCU with low cost and high efficiency. Here MCU through the pressure sensor, the size of the pressure through A/D converter converts digital signals into single chip microcomputer, then by single chip microcomputer controller through D/A converter converts analog signals to control the speed of the motor, finally realize the function of water pressure constant pressure control.Keywords Constant pressure Frequency conversion control system MCU automation目录1 绪论 (1)1.1恒压供水系统的提出的背景及其意义 (1)1.2传统供水方式 (1)1.2.1恒速泵直接供水方式 (1)1.2.2水塔/水箱的供水方式 (3)1.2.3气压供水方式 (3)1.3变频恒压供水系统主要特点 (3)1.4变频器调速恒压系统的发展 (4)1.5恒压供水设备的主要应用场合 (4)2 恒压供水系统 (6)2.1变频调速的基本原理 (6)2.2闭环控制............................................ 错误！未定义书签。
毕业设计之恒压供水
本文介绍了恒压供水的基本原理以及系统构成的基础，说明了可编程控制器（PLC）在恒压供水系统中所担任的角色。
从系统的整体设计方案和实际需求分析开始，紧密的联系实际生活的需要，力求做到使系统运行稳定，操作简便，解决实际中问题，保证供水安全、快捷、可靠。
恒压供水保证了供水质量，以PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
关键字:PLC；恒压供水；变频器AbstractThis article introduced the constant pressure water supply's basic principle as well as the system constitution's foundation, showed the programmable controller (PLC) the role which holds the post in the constant pressure water supply system. Start from system's overall design plan and the energy demand analysis, the close relation practical life's need, makes every effort to achieve causes the systems operation to be stable, the operation is simple, the solution real issue, the guarantee water supply security, is quick, is reliable. The constant pressure water supply had guaranteed the water supply quality, as main engine's control system has enriched system's control function take PLC, enhanced system's reliability.key words:PLC; Constant pressure water supply; Frequency changer目录 (2)前言 (3)第一章恒压供水原理及工艺 (4)1.1 本课题的研究意义 (4)1.2 工艺要求 (4)1.3 系统的组成和基本工作原理 (4)第二章 PLC概述 (5)2.1 PLC组成 (5)2.1.1 PLC的组成 (5)2.1.2 PLC的定义 (5)2.1.3 PLC的特点 (6)2.1.4 PLC的性能指标 (6)2.1.5 PLC的分类 (7)2.2 PLC工作原理 (7)2.2.1 循环扫描 (7)2.2.2 PLC的编程结构功能图 (8)2.3 PLC的分类 (9)2.3.1 按I/O点数容量分类 (9)2.3.2 按结构形式分 (10)2.4 PLC与继电器控制系统的区别 (10)第三章系统硬件设计 (12)3.1 恒压供水系统的基本构成 (12)3.2 系统控制要求 (13)3.3 控制系统的I/O点及地址分配 (13)3.4 系统选型 (14)3.5 PLC模拟量控制单元的配置以及应用 (15)3.5.1 EM235模拟量工作单元性能指标 (15)3.5.2 校准及配置 (16)3.5.3 EM235的安装使用 (16)3.5.4 EM235工作程序编制 (16)3.5.5 电气控制系统原理图 (18)第四章系统程序设计 (20)4.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理 (20)4.2多泵组泵站泵组管理规范 (20)4.3软件及控制过程 (20)4.3.1自动控制水泵运行转速 (20)4.3.2自动控制主泵运行台数 (20)4.4 程序的结果以及程序功能的实现 (21)总结 (32)致谢 (33)参考书目 (34)在居民生活用水、工业用水、各类自来水厂、油田、油库、锅炉定压供热和恒压供水喷淋及消防等供水系统中，采用传统的供水方式（一般为水塔或高位水箱供水方式、气压罐供水方式和泵组分时供水方式）其主要缺点是占地面积大,基建投资较多, 维护困难，已不能满足高层建筑、工业、消防等高水压、大流量的快速供水需求。
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基于单片机的恒压供水系统设计摘要：本设计是在深入研究当前多种恒压供水方案的基础上，创造性地提出“定频副电机+变频主电机+低端MCU”的低成本高效能恒压供水方案。
设计通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
用户可以自行设定水管中的水压，低功耗低噪音高性能高寿命的特点使得本设计在同类产品中脱颖而出。
使用Keil C 和Proteus 等先进EDA软件进行了高效率地设计实现和仿真验证。
关键词：恒压，高效率，水泵转速, 变频器目录1前言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (2)1.3 实施计划 (2)2总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.1.1 方案一 (3)2.1.2 方案二 (3)2.1.3 方案三 (4)2.2 方案论证 (5)2.3 方案选择 (6)3单元模块设计 (7)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (7)3.1.1 水管压力测量模块 (7)3.1.2 时钟模块设计及与器件选择 (8)3.1.3 复位电路的设计 (8)3.1.4 按键接口模块设计 (9)3.1.5 A/D转换模块 (10)3.1.6 D/A转换模块 (11)3.1.7 显示模块设计 (12)3.1.8 电机控制设计 (12)3.1.9 稳压电源模块 (13)3.2 特殊器件的介绍 (14)3.2.1 变频器介绍 (14)3.2.2 DAC0832介绍 (16)3.2.3 ADC0809介绍 (17)3.2.4 74LS245介绍 (20)3.2.5 单片机AT89C51 (21)3.3 各单元模块的联接 (23)4软件设计 (24)4.1 软件设计原理及设计所用工具 (24)4.2 主程序流程图 (24)4.2.1 T0中断服务程序 (25)4.2.2 独立按键程序设计 (28)4.2.3 LED动态显示程序模块的设计 (30)5系统调试 (31)5.1 Proteus仿真软件介绍 (32)5.2 软件调试 (35)5.2.1 水管压力显示的仿真 (35)5.2.2 恒压值的仿真 (38)6结论 (40)7总结与体会 (41)8谢辞 (42)9参考文献 (43)附1 系统的原理电路图 (45)附2 系统的相关程序 (46)附3 外文文献翻译-译文 (53)附4 外文文献翻译-原文.................................. 错误！未定义书签。
1前言近年来，随着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用水难问题越来越突出，特别是高层建筑居民，原有的自来水管网的压力出现不足，大部分地区普遍存在着用水高峰期高层供不上水，高层居民经常出现用水难问题，给生活带来极大不便。
这种用水难问题在大城市表现尤为突出。
针对上述问题，本文研制了变频调速恒压供水系统，该系统是以管网水压为设定参数，通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大，当用水量超过一台泵的供水量时，通过控制器加泵；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量相应减小。
也就是根据用水量的大小，由供水控制器控制水泵数量以及变频器对水泵的调速，来实现恒压供水。
同时达到供水效率的目的“用多少水，供多少水”。
采用该供水系统不需建造高位水箱，水塔,水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水方案。
此外，恒压供水系统对于某些上业或特殊用户是非常重要的。
例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如发生火灾时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。
所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
1.1 设计背景随着居民区的不断扩建与改造，楼房层数的不断加高，我国居民用水难问题越来越突出，特别是高层建筑居民，原有的自来水管网的压力出现不足，大部分地区普遍存在着用水高峰期高层供不上水，高层居民经常出现用水难问题，给生活带来极大不便。
这种用水难问题在大城市表现尤为突出。
由于能源的问题不得不改变以往的供水方案，来改变在供水中的能源浪费问题，在国内外已有很多关于很压供水的研究，其中主要由两种，一是基于单片机加通用变频器的恒压供水，一是基于PLC加专用变频器的恒压供水，两种各有自己的特点，第一种价格便宜，通用性强，易于操作，不需专业人员就能操作，而后者价格高，对专业知识要求高，非专业人员不易操作，但是其抗干扰能力强，在市场上也有很大的应用，但是大多数人需要一个即便宜又容易操作的恒压供水系统，本设计就利用单片机和通用变频器来设计此恒压供水系统，并通过对系统的优化来消除此系统的缺点，也就是来提高单片机系统的抗干扰能力，来体现其通用性强，易于操作的优点。
1.2 设计目标该系统主要以单片机为主控模块，通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒稳于设定的压力值，实现恒压供水。
即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量相应减小。
采用该供水系统不需建造高位水箱或水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水方案。
本次设计的预期目标是：完成系统硬件电路的设计，并绘制出相应的原理电路图；完成所需控制软件的流程设计和编程任务。
1.3 实施计划3月下旬至4月初，查阅和收集文献资料；4月初至4月中旬，提出设计方案，并对方案进行比较和论证，选出最佳方案；4月中旬至5月初，完成硬件电路设计；5月初月至五月中旬完成相关软件编程；5月中旬至5月底进行系统的模拟测试；6月上旬撰写设计报告，并准备毕业设计答辩。
2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了三种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这三种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
2.1 方案比较2.1.1 方案一图2-1 方案一的原理框图 方案一系统由泵机和可变频网络组成。
如图2-1所示，以80C196为核心构成控制器，将设定值与压力反馈值进行PID 运算。
系统通过压力传感器将电器部分与泵组联系起来，构成闭环系统。
2.1.2 方案二方案二系统由变频器、控制器、传感器、主副两个水泵电机及相关电气控制设备集成而成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备。
它可同时对二台三相380/50Hz,异步电动机行变频调速和闭环控制，其系统组成示意图如图2-2所示。
从下图中我们可以看到，自动恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与供水控制器构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
单片机 开关 A/D 转换 恒速泵压变频泵压D/A 转换压力传感管网水压图2-2 方案二的原理框图2.1.3 方案三图2-3 方案三的原理框图系统由专用变频器、压力传感器、水泵等组成。
如图2-3。
专用变频器就是指有内置PID 功能的变频器。
随着电力电子技术的飞速发展变频器的功能也越来越强。
充分利用变频器内置的各种功能，对变频调速恒压供水设备进行合理的设计。
国外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品。
如ABB 公司的ACS600, ACS400系列产品，富士公司的G11S/P11S 系列产品。
这些产品将PID 调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用的新型变频器。
4位LED 显示 上位机通信 四位独立式键盘AT89C51 变频器 M2（工频）A/D 转换 D/A 输出 压力传感器M1（变频）调节水压 专用变频器 水泵电机 管道压力传感器压力给定2.2 方案论证方案一的工作流程是80C196为核心构成控制器，将设定值与压力反馈值进行PID运算。
系统通过压力传感器将电器部分与泵组联系起来，构成闭环系统。
运算结果以0-10v的电压信号输给变频器，实现恒压供水。
方案二整个系统的具体工作流程为：系统通过安装在出水总管上的压力传感器，将供水管网的非电量信号(动态压力)转变成电信号，输入至供水控制器的输入模块，信号经单片机运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出偏差值，再经过PID处理得出最佳的运行工况参数，并将其转换成模拟信号，由系统的输出部分输出变频器的频率设定值至变频调速器，变频调速器控制水泵的转数来调节管网内的实际压力值趋向于设定压力值，从而实现闭环控制的恒压供水。
对于多台泵调速的方式，控制器控制泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵根据CPU指令实施软启动、软切换及变频运行。
系统通过计算判定目前是否己达到设定压力，决定是否增加(投入)或减少(撤出)水泵。
即：当一台水泵工作频率达到最高频率时，若管网水压仍达不到预设水压，则将启动令一台工频泵运行，（此设计只用两台电机且功率达到设计要）此后，往复工作，直至满足设定压力要求为止。
反之，若管网水压大于预设水压，控制器控制变频器频率降低，使变频泵转速降低，当频率低于下限时自动切掉一台工频泵或此变频泵，始终使管网水压保待恒定。
总之，系统可根据用户用水量的变化，自动确定泵组的水泵的循坏运行，以提高系统的稳定性及供水的质量。
系统系统由变频器、控制器、传感器、主副两个水泵电机及相关电气控制设备集成而成。
该变频恒压供水控制器以单片机为核心，在水泵的出水管道上安装一个压力传感器，用于检测管道压力，并把出口压力变成0--5V的模拟信号，送到单片机系统的A/D转换输入端，再经A/D转换变成相应的数字信号，送入单片机进行数据处理。
单片机经运算后与设定的压力进行比较，得出偏差值，再经PID调节得出控制参数，经D/A转换变成0—5V的模拟信号，送入变频器中，以控制其输出频率的大小，以此改变水泵的电机转速，从而达到控制管道压力的目的。
当实际管道压力小于给定压力时，变频器输出频率升高，电机转速加快，管道压力升高；反之，频率降低，电机转速减小，管道压力降低。
其变过程可以表示如下：检测压力（下降）――控制器输出（上升）――变频器频率（上升）――电机转速（上升），反之相反，最终达到恒压。
方案三由专用变频器与PLC组成的恒压供水系统，这类变频器的功能虽然强一些，但是价格比通用变频器却要高很多。
此种类型供水设备的花费不光体现在变频器上，还体现在PLC上，市场上PLC的价格也要高于单片机的价格。
使其工作时需要专业人员通过变频器的控制面板，在变频器的PID选项中选择合适的PID 参数，再经过现场调试校正，设备才可以正常运行。