水是人类最重要的资源,人类的生存离不开水。通过对污水的处理和利用,不仅可以减小污水对环境所造成的危害,同时也是解决水资源短缺的重要途径。过滤是水处理过程中基本而又重要的环节。本文针对目前各种自清洗过滤器的不足,研究了使用小型过滤单元构成自清洗过滤系统的原理,并开发了基于单片机的控制系统。 本文研究了过滤器的过滤机理,分析了引起过滤质量下降的原因。根据达西定理,提出了利用检测进出水之间的压力差来控制过滤器自清洗的理论,并据此提出使用小型过滤单元构成过滤系统的技术,分析了单个过滤单元过滤和反冲洗两个不同的工作状态,研究了通过轮流切换过滤单元的工作状态,达到过滤系统实时不间断供水和自清洗的方法。 按照增大过滤容量、实时不间断供水、减小制造难度和降低制造成本的目标,研究了单元式自清洗过滤器的控制原理。依照功能划分,将控制系统分为状态检测模块、控制执行模块、通信模块和配置模块四个部分,进行了可行性分析和方案选择。 本文介绍了MSP430单片机的总体性能和主要技术特点,设计了各个模块的硬件电路。针对单片机输入输出端口数量少的情况,本文研究了并行、串行端口扩展方法,并使用MAX7301通用端口扩展芯片,基于SPI串行协议扩展了单片机的端口数量。本文使用固态继电器作为功率接口,介绍了固态继电器的工作原理和主要特点,设计了固态继电器应用电路。 本文对控制系统软件进行了功能分析和模块划分,使用Embedded Workbench集成开发工具,完成了各功能模块的开发和调试工作。 本课题己与大连奥克设备有限公司合作,完成了整个过滤系统的生产和制造。经过实际运行和测试,证明系统运行可靠,设计正确,达到预期目的。