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基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计
摘要
近年来，随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题日益明显，因此应用变频调速技术来提高供水质量，降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压供水控制系统采用先进的变频调速、PLC等技术组成一闭环控制系统，用于民用建筑、生产用水，可使水泵出口压力保持恒定。恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，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，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。
关键字：水泵、变频器、恒压控制、PLC
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Abstract
In recent years, with the rapid development of China's national economy, the energy shortage problem is becoming increasingly apparent, so the application of VVVF technology to improve water quality, reduce energy consumption, in the field of water supply has been more and more attention. Inverter control constant pressure water supply system using advanced Frequency Control, PLC and other technical components of a closed-loop control system for civil construction, production water, can maintain a constant outlet pressure pumps. Constant pressure water supply is the basic control strategy: the use of programmable logic controller (PLC) and constitutes a frequency converter control system, optimized control of the governor to run pumps, and automatically adjusts the number of running pumps to complete the water supply closed-loop control of pressure, that is, according to the actual settings automatically adjust water pressure pump motor speed and the number of pumps, automatic compensation for changes in water consumption to ensure that the pressure of the water supply network to maintain the set value, both the water supply to meet the production requirements, but also to save power, the system is in reliable working condition, to achieve constant pressure water supply.
Key words: water pump ; inverter ;constant pressure control ; energy saving effects
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目录
摘要 (1)
Abstract (4)
目录 (5)
第一章前言 (7)
1.1供水系统简介 (7)
1.2目前国内的四类供水控制方式 (7)
1.2.1 逻辑电子电路控制方式 (8)
1.2.2 单片微机电路控制方式 (8)
1.2.3 带PID回路调节器和/或可编程序控制器（PLC）的控制方式 (8)
1.2.4 新型变频调速供水设备 (8)
1.3变频调速技术发展历程及展望 (9)
1.4变频恒压供水的原理 (10)
1.5变频恒压供水的意义 (11)
第二章方案的确定 (13)
2.1设计内容和要求 (13)
2.2方案的选择 (13)
2.2.1调速调节流量的方法 (13)
2.2.2压力控制点设在水泵出口处 (13)
2.2.3VVVF调速的优点 (14)
2.2.4选用PLC的优点 (15)
2.2.5单闭环控制系统的优点 (16)
2.2.6采用PID调节器的优点 (16)
2.2.7水泵和变频器的选择以及切换的原则 (16)
2.2.8各种按钮以及显示 (17)
2.3方案的设计 (17)
2.4.工作原理 (19)
2.5系统优点 (20)
第三章系统论述 (22)
3.1系统的组成 (22)
3.2系统各部分的介绍 (22)
3.2.1水泵电机 (22)
3.2.2变频器 (23)
3.2.3 可控制编程器（PLC) (24)
3.2.4压力变送器 (25)
3.2.5 PID调节器 (25)
3.2.6控制信号 (25)
3.2.7保护部分 (26)
3.2.8显示部分和故障报警 (26)
第四章系统设计 (28)
4.1 主电路图的设计 (28)
4.2控制电路的设计 (28)
4.2.1控制电路的设计 (28)
4.3软件梯形图的设计 (30)
4.4元器件的选择 (35)
4.4.1水泵的选择 (35)
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4.4.2变频器的选择 (36)
4.4.3接触器的选择 (38)
4.4.4热继电器的选择 (40)
4.4.5低压断路器的选择 (40)
4.4.6 PID调节器的选择 (41)
4.4.7压力变送器的选择 (42)
4.4.8按钮开关的选择 (42)
4.4.9 其它元器件的选择 (43)
4.5布置图 (43)
4.5.1面板的布置 (44)
4.5.2控制柜的布置 (44)
4. 6接线图 (44)
第五章系统分析 (45)
5.1工况分析 (45)
5.2程序调试 (45)
5.2.1自动工作方式调试 (46)
5.2.2手动工作方式调试 (46)
5.2.3故障部分调试 (47)
结束语 (48)
致谢 (49)
参考文献 (50)
附录A:使用说明书 (51)
附录B:指令语言： (52)
附录3：元器件清单 (56)
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第一章前言
1.1供水系统简介
我国的传统供水方式一般有三种：恒速泵供水，水塔及高低位水箱供水，气压罐供水。恒速泵供水在用户的用水量变化时，供水管路上水压也会随着变化，这个变化较大，效率也变化很大，无论从管路设计还是从能耗角度讲都不合理。这种供水方式只适用于供水量不大及供水量稳定的场合，而供水量大，变化频繁的场合是不适用的。为了改善上述系统，人们首先采用了水塔和高低位水箱的办法解决供水的矛盾，这种方式的优点是水泵充分工作在额定点，耗能十分合理，管路上压力恒定，供水稳定，不足之处是投资大，占地大，建造周期长，在当前对供水设备的小型化，经济化，灵活化的要求下，人们想出了一种气压供水的方法。气压供水设备利用气压罐做调节容器来调节供水量，这种方式供水能使水泵工作在最大效率附近，耗能比恒速泵更合理，管路上压力变化不大，比水塔，高低位水箱投资少，制造简单，占地少，周期短。但气压罐供水不足之处也很明显，当供水量比较大时（50m3以上），占地面积也较大，消耗钢材也很多，而且由气压供水本身构造决定必然是差压供水，这就多消耗了电能，比例一般占总电能的10%~30%。，积累下来也造成了巨大的电能浪费。
随着变频器技术的日益成熟，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。由于交流电动机变频调速系统具有高效节能，控制灵活，通用性强等诸多优点，因此越来越被广泛地应用到现代生产，生活中。尤其在当前资源紧张的大环境中，对节能的要求更为紧迫。近年来，随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题日益明显，因此应用变频调速技术来提高供水质量，降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。
随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备（如水泵），在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统，是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的，该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。
1.2目前国内的四类供水控制方式
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这类控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节。往往采用一台泵固定于变频状态，其余泵均为工频状态的方式。因此控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试比较麻烦、工频泵起动有冲击、抗干扰能力较弱。但成本较低。
1.2.2 单片微机电路控制方式
这类控制电路优于逻辑电路，但在应付不同管网、不同供水情况时调试较麻烦，追加功能时往往要对电路进行修改，不灵活也不方便。电路的可靠性和抗干扰能力都不是很高。
1.2.3 带PID回路调节器和/或可编程序控制器（PLC）的控制方式
该方式变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后，经PID调节器的控制，输出给变频器一个转速控制信号。由PID回路调节器输入给变频器一个转速调节信号。由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的，所以对可编程控制器来说，既要有模拟量输入接口，又要有模拟量输出接口。由于带模拟量输入/输出接口的可编程控制器价格很高，这无形中就增加了供水设备的成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的可编程控制器，则要在可编程控制器的数字量输出口另接一块PWM调制板，将可编程控制器输出的数字量信号转变为模拟标准信号，控制器的成本没有降低，还增加了连线和附加设备，降低了整套设备的可靠性。如果采用一个开关量输入/输出的可编程控制器和一个PID回路调节器，其成本也和带模拟量输入/输出的可编程控制器差不多。所以，在变频调速恒压给水控制设备中，PID控制信号的输入和输出确定就成为降低给水设备成本的一个关键环节。
1.2.4 新型变频调速供水设备
针对传统的变频调速供水设备的不足之处，国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品，如华为的TD2100；施耐德公司的Altivar58泵切换卡；SANKEN 的SAMCO-I系列；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，
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1.3变频调速技术发展历程及展望
作为高性能的调速传动，直流发电机－电动机调速控制方法长期以来一直被广泛应用。但是直流电动机由于换向器和电刷维护保养很麻烦，价格也昂贵。使用异步电机实现性能好的调速一直是人们的理想。异步电机的调速方法很多，例如变极调速、有极调速、定子调压调速、串级调速、变频调速等。但是由于各种各样的缺点均没有得到广泛的应用。70年代以后，由于微电子技术、电力电子技术和微处理机技术的发展，促使晶体管变频器的诞生。晶体管变频器不但克服了以往交流调速的许多缺点，而且调速性能可以和直流电动机的调速性能相媲美。三相异步电动机具有维修方便、价格便宜、功率和转速适应面宽等优点，其变频调速技术在小型化、低成本和高可靠性方面占有明显的优势。到80年代末，交流电机的变频调速技术迅速发展成为一项成熟的技术，它将供给交流电机的工频交流电源经过二极管整流变成直流，再由IGBT 或GTR模块等器件逆变成频率可调的交流电源，以此电源拖动电机在变速状态下运行，并自动适应变负荷的条件。它改变了传统工业中电机启动后只能以额定功率、定转速的单一运行方式，从而达到节能目的。现代变频调速技术应用于电力水泵供水系统中，较为传统的运行方式是可节电40％～60％，节水15％～30％。众所周知，水泵的耗功率与转速三次方成正比，水泵是根据工频是设计的，但正常运行时多数时间是流量较少时的情况，变频能使转速根据流量的变化而变化，速度可以下降20%，比工频运行能节省20%-40%的耗能。
由于变频调速具有调速的机械特性好，效率高，调速范围宽，精度高，调整特性曲线平滑，可以实现连续的、平稳的调速，体积小、维护简单方便、自动化水平高等一系列突出的优点而倍受人们的青睐。尤其当它应用于风机、水泵等大容量负载时，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.4变频恒压供水的原理
在供水中，水泵的电能消耗及设备的维护管理费用在生产成本中占有很大的比例，水泵电机作为一种高耗能通用机械，其耗电量占全国电量总消耗的21%以上，具有很大而节能潜力。由于常规供水系统是采用常规的阀门来控制水量的，而轴功率与转速的三次方成正比，造成相当部分电能消耗在阀门和额定转速运行下的电机。因此，这种调控虽然简单，但从节约能耗的角度来看，很不经济。近年来电机调速技术的应用，为水泵的节能开辟了一个新途径。它可以通过调节电动机的转速来适应水量和水压的变化，使水泵始终在高效区工作，将大大地降低水泵能耗，合理地进行设备管理与维护，对节约能源和提高供水企业的经济效益具有极其重要的意义。
水泵的设计负荷是按最不利条件下最大时流量及相应扬程设定的。但实际运行中水泵每天只有很短时间的最大流量，其流量随外界用水情况在变化，扬程也因流量和水位的变化而变化。因此水泵不能总保持在一个工况点，需要根据实际情况进行控制。通常采用的方法有阀门控制和调速控制。阀门控制是通过增加管道的阻抗而达到控制流量的目的，因而浪费了能量，而电动机调速控制可以通过改变水泵电动机的转速来改变水泵的工况点，使其流量与扬程适应管用水量的变化，维持压力的恒定，从而达到节能效果。
由流体力学可知，水泵给管网供水时，水泵的输出功率P与管网的水压H及出水流量Q的乘积成正比：水泵的转速n与出水量Q成正比；管网的水压H与出水流量Q 的平方成正比。由上属关系有，水泵的输出功率P与转速n的三次方成正比，即：P=k
1
HQ （1—1）
n=k
2
Q （1—2）
H=k
3
Q2 （1—3）
P=kn3 （1—4）
式中k
1
、k
2
、k
3
、k为比例常数。
当系统出水量减小时，通过变频调速装置将供水水泵转速调小，则水泵的输出功率也随转速的变小而减小。变频调速节能原理图如图1.1所示：
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图1.1变频调速节能原理图
图中曲线1、2、3为管网阻力特性曲线，曲线4为水泵转速为n1时的运行特性曲线，曲线5为水泵转速为n2时的运行特性曲线。
水泵原来的工作点为曲线3和曲线4的交点A，此时的出水量为Q1，管网压力为H1，水泵的转速为n1.当系统的出水流量减小到Q2时，系统管网特性曲线1，曲线1和曲线4的交点B为运行工作点。此时管网压力值为H2，水泵输出功率正比于H2×Q2。由于H2＞H1，高出的压力能量就被浪费了，同时过高的压力对管网和设备还可能造成伤害。如采用变频调速装置，将此时水泵的转速调至n2，曲线5和曲线2的交点C为水泵的运行工作点。调速后观望的压力仍保持为H1，出水量为Q2，水泵的输出功率正比于H1×Q2。从图中可见，阴影部分正比于浪费的功率输出。例如，当Q2为Q1的80%时，通过调速将n2调至n1的80%，则水泵的输出功率P为P的51.2%。如不采取调速控制，48.8%的能量将被浪费。可见变频调速的经济效益十分可观。
1.5变频恒压供水的意义
新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。目前该产品正向高可靠性、全数字化微机控制，多品种系列化的方向发展。追求高度智能化，系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
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本系统所采用的恒压供水系统具有很重要的意义。用户用水是经常变化的，因此，供水不足和供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中地反应在供水的压力上：用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力高。保持供水的压力恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水质量。恒压供水对于某些工业和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缺水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大的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。
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第二章方案的确定
2.1设计内容和要求
为一建筑物设计其供水系统。此供水系统所要满足的要求：
1）用水量：正常供水量25立方米/小时，最大供水量65立方米/小时，扬程70米；
2) 控制压力为0.3MPa，控制范围0.3+0.03MPa，同时设定压力可调；
3) 设定自动、手动两种工作方式；
4) 设置各种所需保护；
5）面板上有压力、频率、电压等显示功能；
6）面板上有工作显示和故障显示，具有故障报警。
2.2方案的选择
2.2.1调速调节流量的方法
由水泵－管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。另一种方法是调速调节，水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经常波动变化的场合(例如生活用水)，采用调速调节流量。众所周知，水泵消耗功率与转速的三次方成正比。即P=Kn3，P：为水泵消耗功率；n：为水泵运行时的转速；K为比例系数，可以使水泵运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。本系统节能效果显著。
2.2.2压力控制点设在水泵出口处
一般来说，压力控制点可设在两个典型位置。一是设在供水水泵出口处，在给水设备间内，管理维护都较方便，另一办法是设在用户最不利点处，远离给水设备，虽然管理不便，但是供水能耗少。
在本系统中，将压力控制点设置在水泵出口处，因为其本身就是一个节能系统，主要是考虑到管理维护方便。将压力控制点设置在水泵出口处，可以很敏感地检测到压力的变化，压力变送器检测到压力信号，转化为4~20mA的电流信号，并把信号传送给PID调节器。PID调节器把压力变送器输送来的电信号进行处理，并输出电信号，控制变频器，从而控制水泵转速。这部分的信号都是模拟信号。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.2.3VVVF调速的优点
由转速n＝60 f（1－s）/ p可知，异步电动机调速有以下几方法：
1．改变磁极对数p （变极调速）
定子磁场的极对数取决于定子绕组的结构。所以，要改变p，必须将定子绕组制为可以换接成两种磁极对数的特殊形式。通常一套绕组只能换接成两种磁极对数。
变极调速的主要优点是设备简单、操作方便、机械特性较硬、效率高、既适用于恒转矩调速，又适用于恒功率调速；其缺点是有极调速，且极数有限，因而只适用于不需平滑调速的场合。
2．改变转差率s （变转差率调速）
以改变转差率为目的调速方法有：定子调压调速、转子变电阻调速、电磁转差离合器调速、串极调速等。
3．改变频率f （变频调速）
当极对数p不变时，电动机转子转速与定子电源频率成正比，因此，连续的改变供电电源的频率，就可以连续平滑的调节电动机的转速。
异步电动机变频调速具有调速范围广、调速平滑性能好、机械特性较硬的优点，可以方便的实现恒转矩或恒功率调速，整个调速特性与直流电动机调压调速和弱磁调速十分相似，并可与直流调速相媲美。因此本系统选用变频调速，用变频器的频率变化来控制电动机的转速。
变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，在小区供水和工厂供水控制中发挥了很大的作用。与用调节阀门来实现的恒压供水系统相比，用变频器调速来实现恒压供水具有更好的节能效果。但变频器也有它固有的缺点：给电网造成谐波污染，给交流电动机造成不利的影响，给电子装置带来干扰。
启动方法：自动工作方式下，所有的水泵电动机都是变频启动；手动工作方式下，所有的水泵都是直接启动。
按照控制方式可分为四类：恒压频比控制方式、转差频率控制方式、矢量控制方式、直接转矩控制方式。在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是，希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩，由
T＝
m
c
m
φ'
2
I cos '
2
φ（2-1）
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(式中 T ：电磁转矩，
m
φ：主磁通，'
2
I：转子电流，cos '
2
φ：转子回路功率因素)，可知，电机磁通的减小，势必造成电机电磁转矩的减小。由于电机设计时，电
机的磁通常处于接近饱和值，如果进一步增大磁通，将使电机铁心出现饱和，从而导致电机中流过很大的励磁电流，增加电机的铜损耗和铁损耗，严重时会因绕组过热而损坏电机。因此，在改变电机频率时，应对电机的电压进行协调控制，以维持电机磁通的恒定。
在交流异步电动机中，外加电源电压U
1
要和定子绕组的反电动势E
1
基本保持平
衡。由U
1
=E
1
=4.44f
1
N
1m
φ可知：磁通量大小与电压和频率的比值有关。当f1下降时，磁通增加，引起电动机铁心饱和，严重时将烧毁电动机，这是不允许的。为了保持气
隙磁通
m
φ不变，就要求降低供电频率的同时降低输出电压，保持U/f为常数。为此，用于交流电气传动中的变频器实际上是变压（Variable Voltage，简称VV）变频（Variable Frequency，简称VF）器，即VVVF。所以，通常也把这种变频器叫作VVVF 装置或VVVF。
2.2.4选用PLC的优点
继电器是具有惯性的器件，动作有延迟，而系统的动作顺序要充分考虑这种延迟。继电器控制电路实习的控制功能比较简单，只限于逻辑、定时、计数等一些简单的控制。由于这种控制关系往往是针对某一固定的生产工艺设计的，当生产过程发生变更时，须重新设计，改变继电器及接线。同时，继电器的机械动作还会造成控制速度低，安装施工工程量大，系统不易扩展，维护工作量大，故障不易查找等缺点。
可控制编程器（PLC）是一种新型的工业自动化控制装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点，在国内外得到了广泛地应用。多年来，PLC从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
PLC的可靠性高，控制功能强，与外部设备连接方便，体积小，重量轻，维护方便，克服了继电器控制电路的缺点。基于PLC的控制方式与其他控制方式相比，性价比高。因此，本系统采用基于PLC的控制电路。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.2.5单闭环控制系统的优点
变频恒压供水控制系统采用先进的变频调速、PLC等技术组成一闭环控制系统，用于民用建筑、生产用水，可使水泵出口压力保持恒定。当用水量增大或减小时，水泵转速随之进行调节，达到调节水压恒定的目的。
开环系统结构简单，很容易实现，但是容易受干扰信号的影响，也不容易使水压保持恒定。调节系统结构简单仅一单闭环系统，便于使用和维护。一般来说，结构简单，使用维护较简单方便，同时可靠性也较高。由于本系统的控制要求比较简单，单闭环的结构就可以实现控制要求，也避免了复杂闭环系统的冗繁。单闭环系统能够时刻感受到水压信号的变化，将其反馈与给定信号进行比较，及时调整变频器的功率，通过其调节水泵的转速，达到水压的恒定的目的，经济实用，设计合理。
2.2.6采用PID调节器的优点
由于带模拟量输入/输出接口的可编程控制器价格很高，这无形中就增加了供水设备的成本。若采用带有模拟量输入/数字量输出的可编程控制器，则要在可编程控制器的数字量输出口另接一块PWM调制板，将可编程控制器输出的数字量信号转变为模拟标准信号，控制器的成本没有降低，还增加了连线和附加设备，降低了整套设备的可靠性。如果采用一个开关量输入/输出的可编程控制器和一个PID回路调节器，其成本也和带模拟量输入/输出的可编程控制器差不多。所以，在变频调速恒压给水控制设备中，PID控制信号的输入和输出确定就成为降低给水设备成本的一个关键环节。
对控制系统的基本要求有：稳定性、准确性、快速性等。比例环节(P)具有快速性，积分环节（I）具有无偏差和稳定性，微分环节（D）具有快速性和超前性。因此系统采用PID调节器。
2.2.7水泵和变频器的选择以及切换的原则
供水需可靠保证，首先给水设备要可靠，由合适选择运行可靠性能优良的泵保证，其次采取某些措施保证供水不间断高质量供水(例如有手动控制保证自动控制失灵时的供水，各种故障保护动作时能及时停止相关泵供水同时转为手动检修状态以检修出故障处实施维护修理 )防止因设备故障而断水等。任何品牌的变频器与变频供水控
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊制器配合，即可实现多泵并联恒压供水。
从安全的角度出发，为本系统选择三台水泵供水。当一台水泵发生故障时，可以启动其他水泵进行供水。从经济的角度出发，当三台水泵同时工频运行时，要满足最大的用水量。这样就可以把水泵功率选小，与之相匹配的变频器的功率也就可以选小。利用变频器调速，使电动机的驱动在可变速情况下工作，使流量和马达转速成正比，产生的压差与速度的平方成正比，因此在减小速度时，只损失很小的能量，节能效果相当可观。因此，本系统采用三台水泵供水，一台变频器进行控制。
水泵的切换方式为：三台水泵，一台水泵作第一级变频运行，另二台作第二级变频备用泵。当第一级变频泵达到工频运行时，切换至工频，第二台备用泵变频启动。当第二级变频泵达到工频运行时，切换至工频，第三台备用泵变频启动。停泵时停第三、二级泵。
2.2.8各种按钮以及显示
设定工作、检修两种工作状态，设定自动、手动两种工作方式，需要两个旋钮进行实现。为了节省PLC的输入/输出点，只将旋钮的一个触点接入输入口。
设置了所需保护；低压断路器和热继电器来保护水泵电机。
面板上有压力、频率、电压等显示功能，分别由PID调节器，频率表，电压表来实现；
面板上有工作显示和故障显示，工作显示包括工频运行指示灯和变频运行指示灯；每台水泵都有故障显示等，变频器的故障指示灯。还有故障报警功能。
2.3方案的设计
三台水泵供水，压力控制点设在水泵出口处，用变频器、PLC、调节器等组成闭环调节系统，以保正水泵出口压力恒定。闭环系统的原理框图如下：
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水泵的切换方式为：
三台水泵，一台水泵作第一级变频运行，另二台作第二级变频备用泵。当第一级变频泵达到工频运行时，切换至工频，第二台备用泵变频启动。当第二级变频泵达到工频运行时，切换至工频，第三台备用泵变频启动。停泵时停第三、二级泵。
恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，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，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。
其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。PID调节器实现管网水压的PID调节。PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和PLC的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动, 消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电设备的使用寿命。
系统采用基于可编程控制器(PLC)控制的变频调速方式，自动调节水泵电机转速，自动完成电机的变频运行与工频运行的切换，自动完成各种保护，显示，报警功能，使水压平稳过渡，延长设备使用寿命，提高供水质量，降低能耗。
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变频器是恒压供水控制系统的核心部件，水泵电机是输出执行装置，其转速由变频器控制，实现变流量恒压供水。变频器接受PID调节器发出的信号，实现对水泵速度的控制；控制器综合给定信号和反馈信号后，经过PID调节器，向变频器输出运转频率指令。压力传感器检测出水泵出水口处的实时出水压力，并将其转变为控制器可接受的模拟信号（即反馈信号），这样就构成了一个闭环实时控制系统。整个系统的流程图如下：
远传压力
表
水
泵
水
泵
水
泵
变频恒压供水设备投入运行前，首先应设定设备的工作压力等相关运行参数，设备运行时，由远传压力表连续采集供水管网中的水压及水压变化的信号，并将其转换为电信号传送至PID控制系统，控制系统将反馈回来的信号与设定压力进行比较和运算，如果实际压力比设定压力低，则发出指令控制水泵加速运行，如果实际压力比设定压力高，则控制水泵减速运行，当达到设定压力时，水泵就维持在该运行频率上。如果变频水泵达到了额定转速（频率），经过一定时间的判断后，如果管网压力仍低于设定压力，则控制系统会将该水泵切换至工频运行，并变频启动下一台水泵，直至管网压力达到设定压力；反之，如果系统用水量减少，则系统指令水泵减速运行，当降低到水泵的有效转速后，则正在变频运行的水泵停止变频运行，将它前面的那台水泵由工频切换至变频运行，减少水泵的运行台数，直至管网压力恒定在设定压力范围内工作，变频恒压供水方式，进一步提高了工作效率，节约了能源。
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用水需求↑——管路水压↓——压力设定值与反馈值的差值↑—— PID输出↑——变频器输出频率↑——水泵电机转速↑——供水流量↑——管路水压趋于稳定
用水需求↓——管路水压↑——压力设定值与反馈值的差值↓—— PID输出↓——变频器输出频率↓——水泵电机转速↓——供水流量↓——管路水压趋于稳定
本系统有工作和检修两种状态，有手动和自动两种工作方式。供水系统一般处于工作状态，有手动和自动两种工作方式。当系统出现故障报警，进行检修时，可以把系统处于检修状态，这时只能进行手动工作。
自动工作时，三台水泵根据频率和压力信号进行自动切换。当按下自动方式的启动按钮时，一台水泵作第一级变频运行，另二台作第二级变频备用泵。随着用水量的增加，供给水泵的频率提高。当第一台变频泵达到工频运行且水压达到下限时，第一台水泵切换至工频运行，第二台备用泵变频启动。当第二台变频泵达到工频运行且水压达到下限时，第二台水泵切换至工频运行，第三台备用泵变频启动。当用水量变化时，变频器的输出频率会发生变化。当变频器的频率达到下限且水压达到上限时，正在变频工作的那台水泵先停止，它的前一台泵由工频切换至变频工作。当按下停机按钮时，所有的水泵都停止工作。
手动工作时，每一台水泵都有启动和停机按钮，来控制它们的启停。当按下一台水泵的启动按钮时，它就以工频运行。当按下停机按钮时，该台水泵就停止工作。
当水泵出现故障或者变频器出现故障时，或者蓄水池液位过低时，所有的水泵都停止工作。面板上会出现故障显示，报警器会报警。等把旋钮旋到检修状态时，停止报警，进入检修阶段。只有当系统正常后，故障显示才会恢复正常。
2.5系统优点
1．恒压供水技术因采用变频器改变电机电源频率，从而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，相比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。
2．由于水泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，水泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长了泵和电机的机械使用寿命。
3．由于水泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节省电能，其经济效益是十分明显的。
4．变频器直接控制电机运行，设定参数灵活方便。可灵活设定频率下限、加速时间
设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX
基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..
毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月
目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。
水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control
毕业设计（论文） 帆板控制系统 姓名：xxxxxx 系别： 年级： 专业：电子信息工程 指导老师： 帆板控制系统
【摘要】本设计采用STC89C52RC为中心控制器，利用角度传感器来的采集、处理实现对风扇转速的控制，调节风力大小，进而改变帆板转角大小；帆板的角度检测，通过ADXL345模块，实现控制帆板角度的大小；通过充分比较、论证，最终选用小型直流电机作为风扇的制动源，小型直流电机力矩大、操作简单、价格低且能满足设计需求；系统显示采用LCD12864液晶，用于实时显示帆板的角度大小；控制电机是以NPN三极管BU406为驱动，再利用PWM算法算出合理的脉冲占空比；最后经过多次测试表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加实现了实时显示占空比全程变化的功能。 【关键词】自动控制、帆板、角度测量、小型直流电机、液晶显示、脉宽调制 Panel Control System 【Abstrct】According to the panel control system design requirements, to design the whole system was studied, established the optimal design scheme, using STC89C52RC as the center controller, using the angle sensor to the acquisition, processing of the fan speed control. The power adjustment, and then change the windsurfer windsurfing angle; angle detection. Through the ADXL345 module realization of control panel, in terms of size; by comparison, the final selection of full proof, small DC motor as the braking source fan, small DC motor torque, simple operation, low price and can satisfy the design requirement; display system using LCD12864, used for real-time display panel angle; control motor is NPN three. BU406 drive, then the use of PWM algorithm calculates the reasonable pulse duty ratio; finally after many tests show that.The system meets the design requirements, not only finished all the basic and the requirements to play a part, and to increase the real-time display of the whole function of the variation of duty ratio. 【Keywords】A utomatic Control, Windsurfing, Angle Measurement, Small DC Motor, Liquid Crystal Display, Pulse Width Modulation
毕业设计题目城市小区恒压供水系统
摘要 我国人口众多，每年所消耗的能量巨大。近年来，能源紧张影响到工业生产及人民生活。因此，节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施。然而，长期以来，由于我国自动化程度低，用水行业的技术水平相对比较落后，经常导致用水高峰期用户用水的不稳定，例如水压较低，供水量低于需求量。因此针对小区居民的日常用水问题，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。 此变频调速恒压供水系统由PLC、变频器、压力变送器等组成，由一台变频器实现对三台水泵电机的软启动和变频调速，三台泵电机采用变频和工频循环运行方式，运行切换采用“先启先停”的原则。使用STEP7 Micro/WIN编程软件，设计了一个用于供水系统压力控制的控制器内置在PLC中，对压力给定值与测量值的偏差进行处理，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速和水泵出水口流量，实现管网压力的自动调节，使管网压力稳定在设定值附近，并且利用组态软件设计了系统的用户管理和监控界面。 关键词：变频调速；恒压供水；可编程控制器
Abstract For the numerous population, much energy is consumed every year in our country．In recent years, shortage of source have affected the industrial production and people's life.Therefore, energy saving and reduce the consumption is a crucial measure to guarantee industry and life's stable development.However,since automation level is low ,for a long time,our country falls behind with the technical horizon comparison with water profession, users often appears with the instability of water in using water peak-hour,such as hydraulic pressure is low and the supply of water is measured below demand. According to the problem in using water designed a variable frequency speed-regulating constant pressure water-supply system with PLC . The water supply system consists of PLC,frequency converter and pressure transmitter etc.A frequency converter to realize three phase pump generator's soft start and frequency control, three pump generators to comprise the circulating run mode of frequency conversion, operation switch adopts to the principle of"start first stop first".using STEP7 Micro/WIN program software designed a control system with PLC .The control system can compare the measured pressure with the advanced pressure , to control the real-time output Voltage and frequency.the output quality of pump is changed along with the changing of pump's speed.It makes the pressure of pipe self-regulating and steady in the scheduled value,and have designed a operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition. Key Words：variable frequency speed-regulating；constant pressure water-supply；programmable logical controller
1 概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率,也是科学化、正规化的管理,与世界接轨的重要条件。所以如自动高效地管理信息是这些年来多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统,可以做到信息的规管理,科学统计和快速的查询,从而减少管理面的工作量?毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中,对于促进学校管理制度,提高学校教学质量与办学水平有着显著意义? 2 需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用便，易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。
拥有最高的权限。允添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、便的操作。 3 概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示 图3.1 功能模块图 3.2数据流图 数据流图，如图3.2所示 教师信息 课程信息
帆板控制系统 摘要：本设计给出了以MSP430F149为核心的帆板控制系统的基本原理与实现方案。由倾角测量模块、电机驱动模块、显示模块、调节模块等模块组成。采用SCA103T倾角传感器，可实现倾角精确测量。采用直流电机驱动风扇。系统功能由按键控制，可对测量结果进行实时显示，人机交互界面友好，经测试，达到了较好的性能指标。 关键词：MSP430F149，倾角传感器，电机驱动 The Panels Control System Abstract: The basic principle and implements solutions of the control system of the panels are given using MSP430F149 as the core. It is composed by inclination measurement modules, motor driver module, display module and adjust module. It can realize precision measurement using the SCA103T tilt sensor. Fan is driver by the dc motor, The system function is controlled by keys and the measurement result can be real-time displayed, the system has good man-machine interface and achieved better performance indicators by test,. Keywords: MSP430F149，Inclination sensor，motor driver
基于AT89C52单片机和BIS0001的智能照明控制系统设计 类别：网文精粹阅读：1013 对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。 1系统结构和工作原理 系统结构图如图1所示。本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。
2系统硬件设计 按图1构成的系统硬件电路如图2所示。为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。 2.1中心控制模块 目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能
需求及成本考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 2.2光照检测电路 如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A 点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。 2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。实验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测距离仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测距离可增加到10 m以上。 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小(小于1 mV)，不能直接作为照明系统的控制信号，因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，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。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
帆板控制系统 题目：帆板与控制系统组员： 指导老师： 时间：2014. 8. 11
摘要 随着社会的发展，智能化已经成为现代化产品发展的新趋势，帆板角度控制系统成为测量风力大小的产品，即可以节约电能，又可以把测量风力大小的设备向智能化产品方向过渡。 本系统采用SCT89C51单片机作为控制核心，利用角度传感器ADXL335、电机驱动L298N、液晶显示、键盘控制、声光报警等多个模块实现帆板控制系统。安置在帆板上的角度传感器将检测信号通过AD转换后传送给单片机控制系统，计算出帆板旋转角度，并由单片机控制液晶进行信息显示。帆板旋转角度可通过键盘设置风力等级，由单片机通过PWM方式驱动直流电机运转进行调速。配合角度传感器可以实时调节电机转速，进而带动风扇调整帆板转角。 测试结果证明，帆板控制系统运行稳定可靠，可以准确快速地调整帆板角度，液晶显示内容直观。
目录 第一章前言 (1) 第二章系统整体分析 (2) 方案的论证 (2) 输入模块的选择 (2) 系统的整体 (4) 第三章硬件电路 (6) 按键电路 (6) 主控电路 (6) 振荡电路 (6) 复位电路 (7) 风扇控制电路 (7) 显示电路 (8) 硬件系统 (9) 第四章软件系统 (10) 控制算法 (10) 角度测量原理 (10) KEIL简介 (10) Proteus简介 (10) 软件设计 (11) 第五章仿真与调试 (12) 仿真 (12) 测量 (13) 第六章总结 (18) 附录 (19)
第一章前言 随着科学技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高，单片机控制成为了人们追求的目标之一，它所给人类带来的方便是不可否定的，但人们对它的要求越来越高，一切向着数字化控制，智能化控制，人性化的方向发展。现代社会对各种信息的准确性也有了更高的要求，自动检测、自动控制技术显露出非凡的能力。对于像帆板这样的自动平衡调节系统在机械、机器人平衡运动以及生活、军事、工业生产的控制和研究中都有着不可磨灭的作用和地位。 在本设计中，首先选择了合适的方案并进行仿真，在实现仿真后进行了电路的得连接及调试。 本系统设计了基于51系列的SCT89S51处理器的帆板控制系统。该系统是通过PWM波控制永磁式直流电机的转速来改变风扇的风力，使得帆板的受力发生变化控制其竖直方向的夹角。使用角度传感器ADXL335采集帆板的角度模拟量，数据通过ADC0809模数转换，将转换后的数据送给处理器，通过一系列的数据处理将其角度用LCD1602显示输出；该帆板控制系统组成虽然简单，但是在设计方面应用了好多领域的知识，如A/D数模转换技术，单片机C编程，直流电机驱动模块，直流稳压电源，角度传感器数据采集等。 、
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，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。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
摘要 随着网络技术的发展，Internet已成为最具市场潜力的技术领域，使用Web技术设计的数据库应用软件，是目前Internet市场的技术中坚，各种Web应用如电子商务，网上购物等都采用这种方式实现。 网上购书在国外已经是一个比较常见的购书方式了，而在我国，网上购书才是刚刚起步，但发展的速度却十分的惊人。本系统主要实现了用户的管理、书籍的查找与购买、购物车的实现、订单的管理以及用户留言等功能，为用户提供了迅速、便利的网上购书环境。 本系统采用JSP、Servlet、JavaBean和JDBC等一些JA V A Web相关技术实现了一个简单的网上购书系统，MVC开发模式可以分离数据访问和数据表现，让开发人员可以开发一个可伸缩性强的、便于扩展的控制器，来维护整个流程。本系统通用性强，经过简单的修改就可以应用于更广泛的网上购物系统，具有一定的推广价值。 关键词：书店；数据库；JSP；Servlet；JavaBean
Abstract With the development of network technology, Internet has become the most market potential of technology, the use of Web technology, designed for database application software, is the Internet market, the technical backbone of a variety of Web applications such as e-commerce, online shopping and so using this ways. Online textbook abroad is a relatively common textbook approach, while in China, online textbook is just started, but the pace of development was very amazing. This system mainly achieves the user's management, the search and the sale of books, shopping cart implementation, order management, and user comments and other functions, provides users with fast and convenient online friendly environment. In this system, JSP, Servlet, JavaBean, and JDBC and some other JA V A Web-related technology to achieve a simple online textbook system that versatility, MVC development model can be separated from data access and data performance, so developers can develop a strong scalability, scalable controller, to maintain the entire process. Through a simple modification can be applied to a wider range of online shopping system, with a certain extension purchase. Keywords: bookstore; database;JSP;Servlet;JavaBean
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 基于S7-200PLC控制的变频恒压供水控制系统设计 摘要 近年来，随着我国国民经济的迅速发展，能源紧缺问题日益明显，因此应用变频调速技术来提高供水质量，降低能耗，在供水领域已得到越来越广泛的重视。变频恒压供水控制系统采用先进的变频调速、PLC等技术组成一闭环控制系统，用于民用建筑、生产用水，可使水泵出口压力保持恒定。恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，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，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。 关键字：水泵、变频器、恒压控制、PLC
1概述 学生信息管理系统是学校管理的重要工具，是学校不可或缺的部分。随着在校大学生人数的不断增加，教务系统的数量也不断的上涨，。学校工作繁杂、资料众多，人工管理信息的难度也越来越大，显然是不能满足实际的需要，效率也是很低的。并且这种传统的方式存在着很多的弊端，如：保密性差、查询不便、效率低，很难维护和更新等。然而，本系统针对以上缺点能够极大地提高学生信息管理的效率，也是科学化、正规化的管理，与世界接轨的重要条件。所以如何自动高效地管理信息是这些年来许多人所研究的。 随着这些年电脑计算机的速度质的提高，成本的下降，IT互联网大众趋势的发展。我 们使用电脑的高效率才处理数据信息成为可能。学生学籍管理系统的出现，正是管理人员 与信息数据，计算机的进入互动时代的体现。友好的人机交互模式，清晰简明的图形界面，高效安全的操作使得我们对成千上万的信息的管理得心应手。通过这个系统，可以做到信息的规范管理，科学统计和快速的查询，从而减少管理方面的工作量？毋庸置疑,切实有效地把计算机管理引入学校教务管理中，对于促进学校管理制度，提高学校教学质量与办学水平有着显著意义？ 2需求与功能分析 学生信息管理系统，可用于学校等机构的学生信息管理，查询，更新与维护，使用方便, 易用性强。该系统实现的大致功能：用户登陆。提供了学生学籍信息的查询，相关科目的成绩查询和排名，修改登录密码等功能。教师管理。提供了对学生学籍信息的查询，添加，修改，删除；学生成绩的录入，修改，删除，查询班级排名。修改密码等功能。管理员管理。拥有最高的权限。允许添加教师信息和课程信息等。其提供了简单、方便的操作。 3概要设计 3.1功能模块图 功能模块图，如下图3.1所示
2011年全国大学生电子设计竞赛 帆板控制系统 2011年9月2日
摘要 本系统以STC单片机控制电路为核心，基于PID控制方法，采用PWM脉冲调宽的方式对直流电机进行调控，根据角度传感器反馈回来的信号实现可靠的闭环控制，自动稳定精确地控制帆板的倾斜角度。 关键词：PID控制方法 PWM脉冲调宽帆板
帆板控制系统 1系统方案 1.1帆板倾斜角度测量方法的论证与选择 方案一：采用角度测量传感器测量帆板倾斜角度 在轴承处安装角度测量传感器，当帆板转动一定角度时就会带动轴从而带动角度传感器转动。传感器的测量值传给A/D转化器转换成数字量（方便运算），再将数字量传给单片机并予以显示。 图1 角度测量传.感器示意图 优点：便于调控，精确测量。 缺点：造价高，元件易损坏。 方案二：采用电容传感器测量帆板倾斜角度 将电容的一面板作为帆板安装相连，另一面板作为底板，当帆板倾斜时电容改变，进而改变电路的谐振频率，通过频率/电压转换电路，将谐振频率转换为电压信号，再由单片机内部的A/D转换器转换成对应的数字信号，通过运算处理，得到控制信号。 优点：节约材料，方便组装。 缺点：误差较大，不便于测量，参数转换较复杂。 方案三：采用超声波传感器测量帆板倾斜角度 超声波传感器通过发射和接收进行测量帆板所倾斜角度。 优点：与测量装置无接触，没有机械损耗。
缺点：温度影响大，容易受外界干扰。 综合以上几种方案，经过比较，从经济性和实用性角度以及现有元器件情况，我们选择选择方案一。 1.2 风力控制部分的论证与选择 方案一：改变供电电压大小 根据能量转换平衡原理可知：P J=P D 式中：P J——机械功率 P D——电气功率 由上式可知：风量越大所需机械功率越大，另有P= U2/R，所以在电阻一定的前提下，电压越高，电功率越大，电压越小电功率越小，机械功率也小，也就是说：风机的风量越小。通过分析可见，改变直流电压的高低，就能控制风量的大小。 优点：易于调试，容易实现。 缺点：在低电压情况下，电机转矩较小，不易启动。 方案二：改变风口大小 采用挡板调节风口大小控制风量，设定风口面积为S，对应风口进气量Q。 如果S数值减小，Q值亦减小，所以风量减小。S数值增大，Q值亦增大，所以风量增大。 优点：易于制作，方便直接观察。 缺点：增加了材料量会使作品整体质量增加，精度降低，使控制难度加大。 方案三：使用脉冲调宽控制 由于直接改变供电电压大小会导致在小风量时电机无法转动所以我们使用脉冲调宽方式对风扇电机进行控制。 PWM脉冲调宽控制系统能控制高电平有效时间，高电平时间越长则电动机的转速越高，风量越大，帆板角度变大。高电平时间越短电动机的转速越低，风量越小，帆板角度变小。PWM脉冲调宽控制如图所示。 图2 PWM脉冲调宽 优点：准确方便，精度等级高，自控能力强。 缺点：程序复杂。 综合以上三种方案，选择方案三。
目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分
4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………