[实用新型]基于ARM的恒压变频供水控制装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种给水排水装置，尤其涉及一种基于ARM的恒压变频供水控制装置。

背景技术

随着经济的不断发展，人们越来越多地聚居到城市中，供水系统的负担逐渐加重，如何有效解决居民供水问题，是关乎居民生活质量的关键因素之一。长期以来在居民生活供水、工业生产循环供水、市政供水、消防供水等技术一直比较落后，供水需求矛盾更为突出。由于供水不足而导致城市工业经济损失高达数千亿元，城镇居民生活质量严重下降，成为我国城市化进程中的一大难题。

    供水需求之间的矛盾主要表现在供水不足或供水过剩。即在用水高峰期，出现水压降低供不应求的现象，例如居民小区在用水高峰期时高层的用户很难用到水。而在用水低峰期时又会出现供过于求的现象，造成水资源的浪费。产生供水需求之间的矛盾主要是由两个方面的原因引起的，一方面，传统的供水主要采用水塔或高位水箱供水、气压罐供水和泵组分时供水等方式。其主要缺点是占地面积大，投资高，而且水泵电机频繁启动、维护检修困难等，远远不能满足高层建筑，工业等高水压的供水要求。另一方面，由于用户用水量的随机性，供水的实时性很难得到保证，而且传统的供水方式主要是恒速控制系统，供水企业通常使水泵处于满负荷下工作，这样一来，在用水低峰期时，不仅水泵工作效率降低，供水压力不稳，而且造成电能的浪费。据统计，水泵电机的耗电量占国家总耗电量的20%以上。

因此，为了解决以上难题，研究具有智能处理能力的恒压变频供水控制系统，既能保持供水压力的恒定，即用户用水量和供水量之间保持平衡，使供水的压力稳定在特定的范围内，又能一定程度上节省供水能耗，是本专利的主要研究动机。

近年来，电力电子及计算机技术、交流变频调速技术、智能控制和远程通信技术的不断发展和成熟也为本专利的研究奠定了理论基础，与此同时，基于ARM嵌入式系统技术的也在不断推进，它易学、易用、结构简单、功能齐全、简化了系统设计，减小了系统规模，缩短设计周期，降低了生产设计成本，而且它还具有运算速度快、功耗低、网络通信方便的优点，这也为智能恒压变频供水控制系统的硬件设计提供了技术支持。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于ARM的恒压变频供水控制装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于ARM的恒压变频供水控制装置，包括有带有模糊-PID控制算法的ARM9主控制器、DA转换器、压力变送器、变频器、接触器组、水泵机组、供水管网和RJ-45以太网接口，所述的变频器的输出端分别连接所述的接触器组的多个接触器，所述的接触器组的多个接触器分别连接所述的水泵机组多个水泵机，所述的水泵机组与所述的供水管网的入口连接，所述的供水管网的出口处设有压力变送器，压力变送器的正负端管脚分别连接所述的ARM9主控制器的ADC转换通道中的通道2和通道3，所述的ARM9主控制器的输出端口连接所述的DA转换器的输入端口，DA转换器的输出端口连接所述的变频器的输入端，所述的ARM9主控制器的RTL8019的网络接口插件连接所述的RJ-45以太网接口。

所述的ARM9主控制器的型号为ARM9S3C2440，所述的压力变送器的型号为SMP131，所述的变频器的型号为MM430，所述的DA转换器的型号为AD5552。

所述的ARM9主控制器与DA转换器之间的连接为ARM9主控制器的管脚GPB.2、GPB.3、GPB.4和TXD分别与DA转换器的管脚                                               、、DIN和SCLK连接。

所述的ARM9主控制器中的ADC转换通道为8路10位转换通道。

本实用新型的工作原理是：所述供水管网水压采集与处理模块是由ARM9主控制器通过外接压力变送器、电流电压隔离变送单元和ARM9主控制器内置ADC转换通道相连，实现水压信息的定时采集并求出各时间段的均值，以减小实时水压误差。

所述ARM9主控制器首先从ADC转换通道的转换寄存器中读取实时压力值，根据智能专家PID控制算法求出变频控制频率参数给定值，再利用DAC转换模块滤波后传给变频器，实现电机的变频调速控制。

所述压力和变频控制参量利用ARM9内部的网络接口RTL8019通过RJ-45以太网接口打包上传到远程监控主机，在监控主机端实现智能远程监控系统设计。

本实用新型的优点是：