基于can总线的市区供水站点分布式监控系统设计new

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1、万方数据第5卷第5期2011年10月供水技术WATERTECHNOLOGYV01．5No．50ct．20ll卢帆兴，吴凌燕(江西理工大学应用科学学院，江西赣州341000)摘要：介绍了一种基于CAN总线的市区供水站，占、分布式监控系统，包括系统组成、智能监控节点的软硬件设计、变频恒压供水系统模糊PID控制器。在赣南某自来水厂的应用结果表明，该系统能对各供水站监控节点的电机过热、过流、渗漏等情况进行有效监控，节点与上位计算机的通信数据稳定，界面友好，具有设计合理、可靠性高、运行稳定的特点。关键词：模糊PID；分布式系统；LPCIlC2

2、4；远程监控中图分类号：TtB36文献标志码：B文章编号：1673—9353(2011)05—0051—03doi：10．3969／j．issn．1673—9353．2011．05．015DesignofdistributedmonitoringsystemforurbanwatersupplystandsbasedonCANbusLuFanxing，WuLingyan(CollegeofAppliedScience，JiangxiUnwemityofScience&Technology，Ganzhou341000，China)Ab

3、stract：AdistributedmonitoringsystemforurbandistrictwatersupplystandsbasedonCANbuswasintroduced，includingcompositionofthesystem，softwareandhardwaredesignfortheintelligentmonitoringnode，fuzzyPIDcontrollerofthevariablefrequencyandconstantpressuresystem．Theapplicationofone

4、waterworksinsouthernofJiangxiProvinceindicatedthatthesystemcouldeffectivelymonitoroverheating，overeurrentandleakageofthemonitoringnodesinwatersupplystands．Thecommunicationdatafromthemonitoringnodestohostcomputerwerestablewithafriendlyinterface．Thesystempresentedareason

5、abledesign，highreliabilityandstableoperation．Keywords：fuzzyPID；distributedsystem；LPCI1C24；remotemonitoring传统的供水系统大多采用人工调整参数进行控制，生产过程中的重要参数依靠人工定时记录，但由于用水量具有时变性，虽然有些城市采用单片机为核心构建供水站监控系统【l≈]，但在系统可靠性、抗干扰性及数据传输等方面仍存在不足。笔者采用模糊PID算法加Smith预估补偿方式实现变频器恒压供水，采用CAN现场总线技术及底层控制单片机LPCI

6、lC24等构成底层控制网络¨。J，同时利用分布式结构和分散控制原理构建了市区供水站点分布式监控系统，并将该系统应用于赣州市赣南某水厂供水站点，取得了良好的运行效果。1设计方案和系统组成系统由监控计算机、PC—CAN适配器、各供水站点控制系统和总线网络构成，系统结构如图1所示。分布在现场的各供水站点可以独立对电机进行智能控制及相关保护，从而实现整个城市供水系统的分散控制与集中监控。监控系统中的各个控制主节点由CAN控制器、CAN收发器和其他外围电路组成。PC—CAN适配器完成CAN总线和监控PC之间的通信协议转换，通过RS232串行通

7、信接口实现与上位机的有效通·51·万方数据第5卷第5期供水技术2011年】0月信。各控制节点问用缆线互联构成CAN总线网络。为提高通信的抗干扰性和高速稳定性，在总线两端连接150n的阻抗匹配电阻。嘞—熏}一PCcAN请配篓1]．1CANLl吣．图1市区供水站点分布式监控系统结构Fig．1Structureofthedistributedmonitoringsystemofurbanwatersupplystand2供水站监控节点的硬件设计2．1主监控节点的硬件设计选用NXP片上自带LPCIlC24单片机的CAN控制器，以减小编程复杂

8、程度，提高系统的整体性能。各供水站监控节点硬件电路采用模块化设计，控制电路主要由LPCIlC24单片机、CAN(PCA82C250)通信模块、传感器组件、数据采集传输模块、水泵电机控制模块、LED显示模块、现场数据设置模块等组成，如图