基于C8051F020海水预处理模块测控系统设计

摘要：根据对海水预处理模块控制要求的分析研究，提出设计一套能同时调节海水温度和流量的预处理模块控制器，该控制器使用Cygnal公司8位微处理器C8051F020作为主芯片，并给出了测控模块软、硬件设计方案，该控制器已经在海水预处理模块上试验成功。试验结果表明，该控制器设计稳定，具有很好的工程应用价值。
关键词：预处理；死区；调理模块；海水淡化

0 引言
在对海水淡化装置实际使用过程中发现，装置实际工作参数一般不同于设计工作参数，使得装置无法发挥原设计系统流程特点，性能不佳；这种情况是由于实际进入装置的海水温度很难与设计温度一致造成的。此类现象对于海岛用海水淡化装置影响尤其明显：由于其特殊使用环境和条件，在不同季节和海域，海水入口温度变化很大，造成装置运行不稳定，产水量不足、水质下降严重，甚至不能工作。
为克服此类问题，本项目开展了海水进口调节模块设计技术研究，使控制器具有海水进口温度、流量的调节作用，始终保证进入装置的海水进口温度在设定值，使得装置的流程参数在不断变化的外界环境条件下保持在设定工况参数不变，从而保证淡水产量和水质，也使得装置易于控制和维护。

1 系统设计
根据对系统要求分析，设计出海水预处理系统(如图1中虚线框内)，将进入海水淡化装置的海水与装置排出的浓海水进行预混合，利用浓海水的余热，控制海水原水和浓海水比例，将进淡化装置水混合成系统需要温度和流量的海水。

从系统图可以看出，进入海水淡化装置进水量(Q)应保持恒定，控制关键在于管路上的两个线性阀调节的控制，它用于调节进入混合器的海水(Q1)与浓海水(Q2)的比例，由于进入海水温度随时变化，所以调节器应该是随动系统。

2 控制器硬件设计
控制器分为硬件部分和软件部分，硬件部分又分为：电源模块、处理器模块、A／D转换模块、D／A输出及放大模块、温度调理模块以及通信模块，整个系统的硬件结构原理如图2所示。