公寓自动供水系统设计王敬涛-教学内容.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。公寓自动供水系统设计王敬涛-辽宁科技学院本科毕业设计开题报告题目：公寓自动供水系统的设计专题：系别：电气与信息工程学院专业：测控技术与仪器班级：测控BG082学生姓名：王敬涛学号：1011108221指导教师：丁英丽年月日开题报告撰写要求1开题是本科毕业设计最重要环节之一，学生要高度重视开题报告的撰写工作。2开题报告一式一份，由学生妥善保管，最后连同毕业设计任务书、说明书等相关资料一起装入学生本科毕业设计资料袋中存档。3开题报告应在指导教师指导下，由学生独立完成。4开题工作应在教学进程表中，本科毕业设计

2、（论文）第二周周末前完成。5学生查阅的参考文献（含指导教师推荐的参考文献），设计类题目一般不少于10篇，论文类一般不少于12篇。-一本课题的目的及意义，研究现状分析目的及意义：随着社会经济的发展，水对人民生活与生产的影响日益加强，对供水的质量与安全可靠性的要求不断提高，人们也更加重视降低供水系统的能耗，为此，一项重要而有效的措施就是加强供水系统工况的监测，尤其是加强水处理厂各个工艺环节的自动监测与控制。供水系统又称为供水设备，是为解决由于压力不足，无法到达用户用水的高度或流量，而专门研发设计的新型环保节能的专业设备。对于高校学生公寓等公共场所供应热水来说，仍然存在着诸多需要改进的现象。一是高校

3、供水系统全天24小时烧热水现象，但是学生并不是全天24小时都需要热水，而且季节变化造成用水不均，就同一学生每天用水量也不同，在方便学生提水的同时造成严重的能源浪费，降低了锅炉的使用寿命。二是学校锅炉出现故障，若不能及时维修，严重影响了学生的日常生活。三是学生提水都有倒掉暖壶剩水的习惯。但是作为一部分比较干净还没利用过的水，就这样当做废水排掉很可惜，可以回收再利用。四是除夏季以外生活用水量都大于饮用水的量，生活用水和饮用水不加区分，大幅增加水净化成本。供水系统一般由水泵机组，变频控制柜，隔膜压力罐，压力传感器和一些辅件构成。但由于不同的类型，也会使用一些特殊的设备，如：无负压变频供水设备会用到无

4、负压稳流罐；无塔变频供水设备会用到液位传感器由于构成的不同，价格也不近相同国内现状：国内大部分城市供水系统,包括水厂、生活小区、高层建筑的供水系统,仍采用较为传统的供水方式。给水值班员根据实际的用水量或积累的经验,通过人工的方式调节水泵电机的开停来实现简单的供水控制。当用水量增大,供水压力变小时,即手动增加一台水泵;当用水量减小,供水压力变大时,则把最先运行的水泵电机关停。水泵作为供水工程中的通用机械,消耗着大量的能源,在我国,每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。为了节约降耗,必须采取调节措施使泵站适应负荷的变化来运行。传统的供水方式存在着许多缺陷,特别是多台水泵供水系统尤为严重。由于水泵

5、电机只能工作在额定运行和停车两种工作状态,无法为用户提供稳定可靠的供水压力,且系统完全依赖于人工操作来控制,因而供水质量受人为因素影响较大,无法为用户提供稳定的供水压力,且经常会出现断水、水管崩裂、管道共振等现象。由于水泵电机只能工作在工频状态,长期高速运行,电能浪费较大,据统计,在目前传统的供水方式中,电费在水费成本中的比例高达45%以上。水工业整体技术水平低，特别缺乏供水系统监控技术与人才；水工业仪表与装备基础薄弱，国产的专用水质在线检测仪表及主要装备性能难以满足供水企业的需要；受社会经济发展水平限制，供水企业经济实力不足，除了少数较大型企业有能力通过贷款等方式引进国外的先进技术与设备、发

6、展供水监控系统外，多数的中水水厂面临的是缺资金、少技术、进口设备买不起、国产设备质量不过关的局面。这些情况决定了发展中国供水行业的现代化不能全盘照搬西方发达国家的经验，要形成有中国特色的技术路线。为此，本专题的研究目的就是继续发挥已有研究优势，开发出一批适全中国国情的特点的、关键的水质专用检测仪表与装备；总结我国供水系统监控技术经济，参考借鉴国外的先进经济，建成若干有代表性的水厂集散型计算机监控系统示范工程。这一专题的研究将有效地提高供水系统的工作质量及供水的安全可靠性，降低供水成本，推进我国供水系统监控现代化的进程，具有很显著的社会效益与经济效益。二、本课题的基本任务、拟解决的主要问题，及其

7、实现途径、方法和手段1、基本任务：1.利用图书馆、网络等途径进行必要的文献检索，完成本次设计所需的器件的选型，进行规范的理论设计，方案论证合理。2.培养自身的灵活实际应用能力和创新精神，例如，对于水压和水温相关器件的选型，可以根据需要自由设计发挥。3.在设计中应有一定的实际工作体现，例如方案设计，硬件独创的论证与设计等。4.论文工作量要足够，符合学校有关规定。5.翻译一篇与课题内容相关的英文资料。2、主要问题：水箱自动供水装置就是建筑物外的供水管网里的水流进蓄水池，再由水泵抽水至屋顶水箱和建筑物内供水装置。水泵水箱联合给水方式适用的条件是：王建筑外管网压力经常低于建筑内给水系统所需压力，而且建

8、筑内用水量又很不均匀时，采用水泵加压给水，同时采用水箱贮存调节用水量。此方式，一是能使水泵在高效率条件下工作，同时水箱能够贮存调节生活和其他用水量，二是使水泵间断工作，可以利用变频器和PLC来实现对水泵的变频调速控制来达到水泵运行于停止自动化，能及时向管网和水箱充水，也可使水箱容积大大减小。这种给水方式技术上合理，供水可靠，节能，是我国和外国建筑采用的一种常见给水方式通过对计算机和PLC之间通信协议的研究，完成了上下位机通信设置，开发了计算机监控程序，通过信息模块实现了对供水系统的远程监控和故障报警。系统有效的解决了传统供水方式中存在的问题，增强了系统的可靠性。并与计算机实现了有机的结合，提升

9、了系统的总体性能3、实现途径、手段、和方法：采用MCS51单片机作为控制器。51单片机作为工业级别的单片机，有广泛的使用基础和超强的稳定性。51单片机可以完全满足本设计要求，故本系统设计采用方案二，选用性能及功能稳定的MCS51。控制器结构设计见图MCS51温度测量系统自检废水回收水箱自动上水加热液晶动态显示控制系统结构图启动A/D转换器采样压力数据系统的主程序框图Y输出相应控制信号至继电控制逻辑PID计算D/A输出启动（或停止）另一台水泵根据采样压力数据确定水泵工作方式显示供水压力数字滤波标度转换设定标志N启动电机水泵组正常系统检测通过硬盘读取系统参数设置系统初始化开始控制原理图PEPs变频

10、器D/A单片机控制器电动机水泵机组D/A压力变送器变频恒压汞废水系统组成变频器单片机传感器配电部分进用户水泵3水泵2水泵1进水三、完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等），可能遇到的问题以及解决的方法和措施工作条件：首先通过计算机查阅公寓自动供水系统的工作原理及工作过程，到图书馆进行相关资料的查阅，对所收集磁疗进行整理。可能遇到问题：程序设计不完善四、已查阅参考文献目录1康华光.电子技术基础M高等教育出版社，2004;30-3002丁立新.电厂锅炉原理M中国电力出版社，2004:45-603吴璘.自动控制原理M清华大学出版社。2003:70-904韩斌.GSM原理及其网络优化M

11、机械工业出版社。2006:60-895陆永宁.非接触IC卡原理与应用M电子工业出版社，2005:9-566孙涵芳.单片机原理及应用M北京航空航天7郭敬枢.微机控制技术M.重庆大学出版社8赵丽梅.变频器恒压供水系统设计J山西建筑2008年2期9金秀慧.公寓健康节能智能供水系统J机电技术20104期五、进程安排序号时间要求应完成的内容（任务）提要12012年01月05日2012年04月01日选题、调研、搜集资料22012年04月02日2012年04月06日开题32012年04月09日2012年04月13日硬件电路整体设计42012年04月16日2012年04月20日系统图设计52012年04月23日2012年04月27日软件设计62012年04月30日2012年05月04日写论文初稿72012年05月07日2012年05月11日中期检查82012年05月14日2012年05月18日程序设计92012年05月21日2012年05月25日程序编写102012年05月28日2012年06月01日程序输入112012年06月04日2012年06月08日整体调试122012年06月11日2012年06月15日修改、定稿、打印指导教师意见：指导教师（签字）:年月日