嵌入式船用变频供水控制系统

韩中建

（武警海警学院，浙江宁波 315801）

0 引言

船舶供水系统作为机电设备中的重要组成部分，可影响船舶正常运行及船员的日常生活质量。恒压变频供水系统因具有压力稳定、节约能源、成本低廉、自动化程度高、方便管理等优点，逐渐成为船舶主要供水方式[1]。目前，基于PLC的恒压变频供水系统因编程快捷、成功率高等优点在船舶业及市场中占比较大。然而，随着自动化和智能化水平的不断提高，控制系统的功能不只局限于控制环节，更扩展到水质数据分析、水质数据监控、网络服务支持等方面，而嵌入式系统成本低廉、控制功能强、功耗低、体积小且扩展灵活，必定成为未来变频供水控制系统发展的主流方向之一[2]。

1 控制原理

如图1所示，本文中的变频供水控制系统采用经典闭环控制系统，通过压力传感器将供水管路的出口压力转换为4 mA～20 mA的标准信号，而后经信号处理和A/D模数转换后在嵌入式微处理器中结合液晶屏上设置的恒定压力进行PID计算；再经过D/A数模转换与电压放大模块，将电路线性放大为0 V～10 V的电压信号，并控制变频器输出0 Hz～50 Hz的交流电，进而控制水泵转速以调节供水管路的出口压力[3]。

图1 系统构框图

2 控制电路设计

如图2所示，本控制电路设计主要设备包括：STM32F429嵌入式微处理器、SKI600-1D5-4变频器、25WBS3-8离心泵、电压继电器、接触继电器以及各类电气元件。通过改变旋钮开关SA，实现液晶屏控制与本地控制2种模式间的切换。当SA＝1时，为液晶屏控制模式，该模式下通过压力变送器、电磁流量计、电压继电器等设备采集管路出口压力、流量、输出频率、水泵运行状态等参数信息，而后经嵌入式微处理器在液晶显示模块显示。……