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基于单片机的家用 RO 纯水机控制系统设计.doc

基于单片机的家用 RO 纯水机控制系统设计

宁静的安宁
2018-09-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于单片机的家用 RO 纯水机控制系统设计doc》,可适用于高等教育领域

基于单片机的家用RO纯水机控制系统设计如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅基于单片机的家用RO纯水机控制系统设计王峰刘毅王斌何至源中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州()Email:wangfengchinesecom摘要:为实现家用反渗透(ReverseOsmosis简称RO)纯水机智能化控制提高制水效率与质量设计了一种以ATS单片机为核心的家用RO纯水机智能控制系统。本文在分析家用RO纯水机工艺流程及工作原理的基础上详细给出控制系统的硬件与软件设计过程。与目前非智能型控制系统相比该系统可实现自动冲洗、运行状态显示及报警提示等多项智能化功能。实验证明该控制系统性能稳定高效能够满足实际家庭应用的要求。关键词:单片机家用RO纯水机反渗透(RO)控制系统中图分类号:TP(引言随着城市化和工业化的迅速发展面对日益恶化的水源水质常规饮用水处理工艺已显来水厂大多采用传统的常规给水处理工艺其主要功能是除浊、除色得力不从心。当前自和杀菌对水中溶解性有机污染物的去除作用有限而且庞大的输配水管网及建筑物内水箱和管道陈旧老化导致自来水供给途中被多次污染造成水质下降细菌指数超标从而影响人体健康。在短时期内饮用水源的污染问题将无法彻底解决而随着人们对饮水安全问题的日益重视采用反渗透技术的家用RO纯水机作为解决水质污染问题的最有效途径已经受到广大消费者的首肯和青睐。但是目前简单依靠压力开关控制的非智能型RO纯水机在使用中无法实现自动冲洗、运行状态显示及报警提示等功能从而影响制水效率与质量并给用户使用带来诸多不便。为解决当前问题本文在分析家用RO纯水机工艺流程及工作原理的基础上设计了以ATS单片机为核心的智能控制系统并详细给出系统的硬件与软件设计过程对提高家用RO纯水机的制水效率与制水质量有着重要意义。(家用RO纯水机的工艺流程与工作原理目前家用RO反渗透纯水机是一种对水质符合卫生部《生活饮用水水质卫生规范》()规定的市政自来水或可以饮用的地下水运用RO反渗透技术进行二次深度净化处理的小型自动饮用水终端处理设备。其基本组成和工艺流程如图所示。制水工艺流程自来水前置沉淀过滤器(μmPPF过滤棉)前置颗粒活性碳过滤器前置块状活性炭过滤器(μmPPF过滤棉)高压泵反渗透装置(RO膜)纯水储水桶后置抑菌活性炭处理器饮用反渗透清洗装置(冲洗电磁阀)浓缩废水如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅图基本组成与工艺流程图基本组成和主要功能家用RO反渗透纯水机的工作系统多采用五级过滤由预处理系统、反渗透系统和后置处理系统三部分组成并配合进水电磁阀、低压开关、高压开关等控制器件构成制水系统。预处理系统:包括第一级μmPPF滤芯、第二级颗粒活性炭滤芯和第三级μmPPF滤芯实现对自来水的预处理可将水中部分悬浮物、胶体、重金属、有机物等滤除满足反渗透RO膜所需的进水条件并延长RO膜的使用寿命。反渗透系统:包括高压泵、第四级反渗透装置、反渗透清洗装置。经三级预处理后的水经高压水泵加压进入第四级反渗透RO膜其原理是在高于溶液渗透压的压力下借助于只允许水分子通过的反渗透RO膜的选择截留作用实现纯净水与其他物质及污染物的彻底分离而未透过反渗透RO膜的浓缩水由废水出口自动排放纯水则进入带压力的储水罐备用。为延长RO膜使用寿命防止膜表面污堵需要定期给予RO膜冲洗清洁反渗透清洗装置由废水比与反冲电磁阀并联构成既能让浓缩水通过又可实现限压、节流和清洗功能。后置处理系统:由第五级后置抑菌活性炭处理器构成。制成纯水暂存于带压储水桶用水时打开鹅颈龙头纯水经抑菌活性炭过滤进一步改善水质。相关控制器件功能:()低压开关:即常开型水压控电开关。通过感应进水压力实现对电路通断的控制当进水压力小于Kgcm时开关断开即缺水状态当进水压力大于Kgcm时开关闭合即进水压力正常。()高压开关:即常闭型水压控电开关。通过感应储水桶(容量约加仑)压力实现对电路通断的控制当压力值达到约Kgcm开关断开即储水桶水满状态当压力低于约Kgcm开关恢复闭合即储水桶未满。()进水电磁阀:即直动式电磁阀。通电时电磁线圈产生电磁力把阀芯从阀座上提起阀门打开使水流入断电时电磁力消失弹簧把阀芯压在阀座上阀门关闭阻止水流入。()冲洗电磁阀:即直动式电磁阀。断电时冲洗阀门关闭浓缩水经废水比较小通孔如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅流出并产生RO膜制水需要的反压通电时冲洗阀门打开横向流经膜表面水流量增大达到冲洗清洁RO膜的目的。(系统硬件设计该家用RO纯水机智能控制系统采用性价比较高的ATS单片机芯片通过对低压开关、高压开关以及冲洗按键信号的监测控制冲洗电磁阀、高压水泵与进水电磁阀运行同时系统通过控制七段共阴极数码管、LED指示灯及蜂鸣器实时显示系统工作状态并可实现自动开关机、运行状态显示、自动冲洗等多项智能控制功能。该控制系统硬件设计总框图如图所示:图控制系统硬件设计框图压力开关、电磁阀及高压水泵与单片机接口电路设计该控制系统通过外部的低压开关与高压开关信号来判断当前进水压力与储水桶(容量约加仑)存储状态低压开关与高压开关信号分别由ATS的P口与P口输入进行处口和P口分别控制PNP型三极管驱动继电器实现对冲洗电磁阀与进水电磁理并由P阀高压水泵的运行控制。当进水压力不足(即压力低于Kgcm)低压开关断开使高电平输入P口则P口输出高电平停止进水电磁阀与高压水泵工作以防止高压水泵无水状态不良运行。当进水压力足够低压开关闭合使低电平输入P口若此时储水桶未满(即压力低于Kgcm)高压开关闭合使低电平输入P口则P口输出低电平启动进水电磁阀与高压水泵高压水泵(功率约为W)将提供Kgcm的水压以满足RO膜制水的压力及流量需求若储水桶水满高压开关断开使高电平输入P口则P口停止进水电磁阀与高压水泵运行直到到高压开关恢复闭合(即压力低于Kgcm)将重新启动进水电磁阀与高压水泵运行。单片机P口通过PNP型三极管驱动继电器实现对冲洗电磁阀的控制每当RO纯水机断电后重新接通电源P口均会开通冲洗电磁阀对RO膜进行约秒钟的冲洗在运行过程中系统对制水时间定时每累积小时P口即开通冲洗电磁阀冲洗RO膜约秒钟。数码管、指示灯及蜂鸣器与单片机接口电路设计该控制系统通过PP口分别控制显示制水指示灯、冲洗指示灯、水满指示灯与缺水指示灯。同时为了使用户更方便的观察了解纯水机的工作状态通过单片机PP口控制七段共阴极LED数码管实时显示运行状态‘F’表示冲洗状态对应冲洗电磁阀运行动态旋转‘’表示制水状态对应高压泵与进水电磁阀运行静态‘’表示储水桶满状态对应高压开关断开‘L’表示缺水状态对应低压开关断开。单片机口通过PNP型三极管控制如果您需要更多资料可以到wwwdocincomweek进行免费查阅

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