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科技目向导2011 年第 09 期荫0.引言城市供水管网是结构复杂尧规模巨大的管线网络系统,是城市赖以生存的血脉遥 近年来,随着技术进步和改造资金投入,多数供水企业建立了供水数据监测与控制系统(SCADA),实现了水源和原水输送系统监测尧净水构筑物和工艺设备监控以及供水管网测压和供水的智能调度功能遥供水的调度的执行部件为供水的网络的阀门遥管网阀门是供水系统中的重要设施,起到输送尧关断尧调节供水流量尧压力和改变流向等管网调控作用,是供水系统畅通输配和管网抢修尧维护尧改造的重要保证措施遥 因此阀门作为管网中的一个重要设备,如何更好地管理,对搞好管网建设及运行管理显得越来越重要遥1.供水管网监控系统通常供水管网监控系统由四部分组成:管网参数测量,阀门智能控制系统,管网监测中心,阀门电动执行机构遥 其原理是通过传感器远程采集管网系统运行的数据,经有线或无线等方式将信号传递到企业管网控制中心和阀门智能控制系统,阀门智能控制系统根据传送来的适时反馈监测数据,控制电动执行机构进行阀门调节遥 其中阀门智能控制系统是控制的核心部分遥2.管网参数测量供水管网监测点一般要求测量压力尧流量尧流速尧流向四路数据遥所以现场需要配置压力尧流量尧流速尧流向变送器,然后通过有线或无线的方式把参数信号发送到阀门智能控制终端或管网监测中心遥对主管道应分段测量遥阀门 V1 的参数监测模块位于阀门 V2 前方,阀门 V2 的参数监测模块位于阀门 V3 前方遥 如此类推,这样参数监测模块才能准确地把主管道 L1,L2,噎段的参数,反馈给阀门智能控制系统和管网监测中心遥3.阀门智能控制系统阀门智能控制系统可独立地对传递来的管网参数信号进行处理,根据处理后的结果向阀门电动执行机构发出执行信号,还可以把参数上传到管网监测中心遥阀门智能控制系统可由计算机系统尧 单片微型机系统尧PLC 系统等来实现遥本文以单片机为控制核心并给出了针对某一测量点的设计方案遥3.1 硬件设计阀门智能控制系统主要包括主控制器 CPU尧A/D尧D/A尧 按键输入电路尧LED 显示电路尧报警电路尧时钟和复位电路遥系统以 AT89C52 单片机为核心,配合相应的传感器将检测到的压力尧流量尧流速尧流向四路数据经变送器处理后,转换成 0~5 V 标准信号,送 ADC0809 芯片进行 A/D 转换,单片机每隔 500 ms 循环采样一次,采样 5 次后进行中值滤波,经数据变换后,在 LED 上显示各参数的实际值(工程量),并将信息发送到管网监测中心遥 同时检测值与给定值进行比较,根据比较结果输出控制信号经 D/A 转换器转换后输出控制电压,驱动阀门电动执行机构实现对阀门的自动调节遥为了增加系统的灵活性,设计了一个 4伊4 的矩阵式键盘遥键码 0耀9为输入的数字量,按野A冶键,显示压力;按野B冶键,显示流量;按野C冶键,显示流速;按野D冶键,显示流向;按野E冶键,撤销报警;按野F冶键,投入报警遥3.2 软件设计系统应用程序由主程序及中断服务程序两大部分组成遥3.2.1 主程序主程序院包括三个主要环节:一是实现各种初始化,包括设置堆栈指针尧8255A 芯片初始化尧定时器/计数器 0 初始化尧以及开中断尧定时器/计数器启动等遥 二是实现显示(按照人机对话功能显示各种不同参数)遥三是不断进行键盘扫描,判断是否有键按下,若无键按下,则返回显示;如有键按下,则根据所按键实现相应的人机对话功能[1]遥3.2.2 中断服务程序中断服务程序主要包括采样尧数据处理尧报警尧控制算法及控制值输出等环节,均以调用子程序实现[1]援4.管网监测中心管网监测中心的信息处理系统可由计算机系统实现遥 通过 RS422/RS 485/Lonworks 等不同的网络接口[2],使阀门终端接入网络中遥 管网监测中心根据传递来的管网参数,通过后台监控软件可实现对数据的记录尧分析处理尧在控制中心的显示屏上实时显示出管网运行状态及各种所需数据,并提供出解决方案遥 如果数据异常,可发出报警提示职守人员遥管网监测中心对阀门电动执行机构的控制权高于阀门智能控制系统遥5.阀门电动执行机构阀门电动执行机构中的阀门采用电磁阀遥 电磁阀是用电磁控制的工业设备,用在工业控制系统中调整介质的方向尧流量尧速度和其他的参数遥 电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边遥 通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动遥这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动遥另外,阀门还需配置手动调节的手柄,以备系统出现故障时以手动调节阀门遥6.结语城市供水管网检测及阀门智能控制系统的主要目的是解决自来水公司对供水管道中各监测点的数据采集尧监控以及阀门开关的自动控制遥 便于及时迅速地了解及控制管道及阀门,降低了故障率和检修时间,减少停水次数,提高了供水企业的服务水平,从而实现了城市供水的信息化尧现代化遥揖参考文献铱咱员暂韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.咱圆暂苗强,何凤有,邓世建,等.基于 RS 485 总线的变电所监测系统设计[J].仪器仪表学报,2006,(S1):921-922.咱猿暂张萌,和湘,姜斌.单片机应用系统开发综合实例[M].北京:清华大学出版社,2007.咱源暂赵晓安.MCS-51 单片机原理及应用[M].天津:天津大学出版社,2001.咱缘暂李广弟,朱秀月,冷祖祁.单片机基础(3 版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.城市供水管网的综合检测及智能调度系统徐丽妍1赵春山2渊1.费斯托约中国跃有限公司哈尔滨分公司黑龙江哈尔滨150036曰2.哈尔滨斯达玻璃钢有限公司黑龙江哈尔滨150000冤揖摘要铱供水管网的泄漏会造成经济损失及环境：,及时对管道检测并准确对阀门进行合理调节是减少漏损率的关键遥 介绍基于AT89C52单片机为核心的供水管网检测及阀门智能控制系统的软尧硬件设计方法和PLC为核心的控制系统遥 该系统的建立,能够实现对城市供水管网数据的采集及阀门开关的自动控制,使管理员在最短的时间内了解现场情况并做出相应对策,不仅提高了供水企业的管理服务水平,而且降低了供水成本遥揖关键词铱PLC;单片机;电磁阀;供水管网;智能控制渊上接第 279 页冤烂根现象遥揖参考文献铱咱员暂张良杰袁张为增.新型建筑模板使用技术[M].北京院中国建筑工业出版社袁2007.咱圆暂糜嘉平.在全国组合钢模板技术规范审订及经验交流会上的发言[R].1981.咱猿暂刘镇东.GRC 永久模板在桥梁现浇梁上的应用[D].宁波院宁波交通大学袁 2008.咱源暂糜嘉平.国外建筑模板和支撑系统技术的新发展[J].建筑技术袁 1995(3冤院25-28.荫殷科技论坛殷237万方数据