论述了变频调速恒压供水的原理及由at89c51组成的变频调速恒压供水控制系统的硬件组成和软件设计方法。

    1工作原理

    变频调速恒压供水与水塔或楼顶的高位水箱供水相比，具有投资省、节约能源、水质遭二次污染的机会少等优点，越来越多的城市和生活小区已经或正打算采用变频调速恒压供水。变频调速恒压供水系统构成如图1。

    其工作原理是：控制器通过检测实际水压值，比较设定水压值和实际水压值的差别，按pid控制规律运算后，输出控制信号至变频器，变频器则根据控制器的输入信号调节水泵电机的供电电压和频率。

    当用水量增加时，控制器控制变频器使电动机的电压和频率加大，水泵转速升高，出水量增加；当用水量减少时，控制器控制变频器使电动机的电压和频率降低，水泵转速下降，出水量减少。通过这种控制方式，就可以使自来水管道压力保持在设定值上。

    由于变频器的价格较高，变频调速恒压供水系统通常采用多台水泵并联运行，几台水泵共用一台变频器。工作时，控制器根据用水量的大小，控制配电系统自动选择所需投入运行的水泵数量，一般方法是保持其中一台水泵处于变频器控制下，其它水泵则根据供水量的变化，在工频下全速运行或停机待命。

    2单片机控制器设计

    2.1硬件设计

    单片机控制器及变频调速恒压供水系统的原理接线图如图2。系统采用ａｔｍｅｌ公司的at89c51单片机作为控制cpu(因为该单片机片内具有4kb的ｆｌａｓｈ　ｍｅｍｏｒｙ)；为确保系统稳定可靠运行，采用max813作为系统的电压监控及ｗａｔｃｈｄｏｇ电路；压力变送器送来的4～２０ｍａ的压力信号经ic7转换为0～５ｖ的电压信号；由a／d转换电路adc0809将压力传感器的检测水压值和设定电位器的设定值转换为数字量，供单片机使用；d／a转换电路采用dac0832，将单片机输入的控制量转换为4～２０ｍａ电流环，控制变频器的输出频率。由单片机到配电部分的控制信号及系统的一些控制开关命令，均通过光电耦合电路进行隔离，以减少强电回路对单片机的影响。

    2.2软件设计

    假设供水系统共有2台水泵，其中水泵1为变频运行，水泵2为工频运行，由接触器分别启动或停止，单片机通过继电器控制接触器的工作。软件设计如下：

    2.2.1单片机接口地址分配和控制端口功能

    a／d转换器adc0809：80xxh～８７xxh；压力传感器为in0通道，设定电位器为in1通道。

    d／a转换器dac0832：08xxh。

    水泵1继电器控制p1.0：当p1.0＝0时，水泵1开；当p1.0＝1时，水泵1停。

    水泵2继电器控制p1.1：当p1.1＝0时 ，水泵2开；当p1.1＝1时，水泵2停。

    开机命令p1.2：当p1.2＝0时，系统开始工作，当p1.2＝１时，系统停止工作。

    2.2.2软件程序设计

    变频调速恒压供水系统的单片机控制器软件包括主程序、控制量计算子程序、继电器控制子程序、a／d转换子程序、延时子程序等。

    主程序包括系统初始化，开机命令的检测等，主程序框图见图3。

    t1中断服务程序包括了除主程序以外的所有子程序的管理和应用，程序框图见图4。

    a／d转换采用定时转换方式，启动a／ｄ后，用软件延时150μｓ，再读出转换结果。

    继电器控制子程序完成水泵2的运转和停止控制。由于变频器的控制量与水泵1的运转速度直接相关，因此程序根据变频器的控制量大小就可判断水泵1的