毕业论文课题相关文献综述
恒压供水系统是指用户端不管用水量大小，总保持管网中水压基本恒定，这样，既可满足各部位的用户对用水量的需求，又不会产生电动机空转，造成电能的浪费。为实现上述目标，需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号，调节水泵转速，从而达到控制管网中水压恒定的目的[1]，这就是我们要研究的基于单片机控制的变频给水的设计和实现问题。
一、研究目的和意义
随着我国人民生活水平的不断提高，居民的生活用水量越来越大，原有的恒速泵供水、水塔及高位水箱供水和气罐供水供水方式已不再能满足人们生活的需要[2]。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，人们对供水安全可靠性的要求不断提高。给水压力导致植物枯萎率增长[3]。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。由于用水量的大幅波动，操作人员要随时根据需要开、停泵组，人工优化组合开机数量；泵组起停频繁造成水压波动较大，对电动机、管网的使用寿命均有较大影响[4]。
恒压供水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[5]。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。在一些居民小区，常采用这样的供水系统：在楼底有一个大蓄水池(下水池)，在楼顶也有一个蓄水池(上水池)，居民用水通过水泵从下水池抽到上水池再提供给用户[6]。
二、国内外发展情况
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由自来水公司的市政管网提供[7]。日益增长的水资源紧缺要求更有效水资源管理[8]。城市供水行业是对国民经济具有全局性、先导性影响的基础产业，其改革的成败、发展的好坏直接影响到整个城市经济建设发展的进程与人民生产生活水平的提高[9]。然而自来水的给水压力通常只能达到0.35-0.4MPa，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，只能由生活小区依靠二次加压给水设备进行增压给水。不合理的变流量控制策略，既不能达到理想的节能效果也不满足舒适性的要求[10]。为了保持供水压力不变，就必须增大变频器的输出频率以提高水泵机组的转速；当用户的用水量减小时，流量Q减小，在变频器输出频率不变的情况下，管网的供水压力将会增大，为了减小供水管网水压，就必须降低变频器的输出频率[11]。
水是人类不可缺少的资源。供水的稳定性、经济性直接影响着人们的正常工作和生活。由于变频恒压供水系统对于目前能源日益紧缺的现状能起到缓解的作用，所以设计该系统便应运而生[12]。
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。随着变频技术的发展和成熟，变频器调速逐渐成为工业界首选的电机调速技术，发挥着越来越重要的作用[13]。变频调速系统实现了电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自动调节水泵机组的转速，从而保持水压恒定，以满足人们对给水系统的要求。恒压变频供水是近几年在我国逐渐盛行起来的一种供水方案。它具有节约水源、保护设备、自动化程度高、造价低等优点．并非常适用于高层建筑、住宅小区锅炉的自动供水需要。传统的供水系统大多采用PID仪表与PLC控制器相结合的控制方案．不仅造价高而且功能单一[14]。变频调速恒压给水系统无论是投资规模、运行的经济性、可靠性、稳定性和自动化程度等方面都优于传统的给水系统，而且还能有效的降低能耗。
变频恒压供水是在变频调速技术发展之后发展起来的，目前国外的变频恒压供水系统成熟可靠，恒压自动控制技术先进。国外的变频恒压供水系统在设计师采用了一台变频器只带一台水泵的方式。这种方式安全可靠，变频方式更加灵活，但成本很高。
近年来，国内有许多公司在从事变频恒压供水设备的研制和生产，国内变频器主要采用进口元件组装，结合PLC、PID调节器、单片机实现恒压供水，在小容量、控制要求较低的领域。但国产变频器发展较快，由于其成本低廉，已占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。但在大功率大容量的变频器上，国产变频器有待于进一步的改进和完善。
