硬件設(shè)計(jì)整個(gè)硬件電路部分以AT89C51為核心芯片負(fù)責(zé)參數(shù)的設(shè)置，數(shù)據(jù)采集、處理，模擬量輸出，數(shù)字量輸出，報(bào)警處理和LED顯示等。方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)，使整個(gè)系統(tǒng)的通用性和智能化得到很大的提高。強(qiáng)電電路硬件上采用繼電器開(kāi)關(guān)電路組成，除變頻與工頻互鎖外，運(yùn)用光電耦合器件隔離強(qiáng)電對(duì)數(shù)控部分的干擾，固態(tài)繼電器的運(yùn)用、熱繼電器完成過(guò)熱保護(hù)等一系列措施，使系統(tǒng)真正做到無(wú)擾動(dòng)切換和可靠觸發(fā)。報(bào)警電路由于本控制器使用于無(wú)人監(jiān)視的系統(tǒng)，除傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中利用元件本身的過(guò)熱報(bào)警、過(guò)壓、欠壓、缺相報(bào)警之外，在設(shè)計(jì)上還充分利用單片機(jī)口線和中斷接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，諸如水位故障、遠(yuǎn)傳壓力表故障、消防警報(bào)、變頻器故障等。而且報(bào)警信號(hào)全部采用屏蔽線接入。其中水位故障、遠(yuǎn)傳壓力表故障、變頻器故障一旦發(fā)生，系統(tǒng)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)接通報(bào)警電鈴并停機(jī)等待用戶處理；為提高系統(tǒng)的通用性，系統(tǒng)設(shè)置了在使用于鍋爐補(bǔ)水時(shí)，超壓開(kāi)啟泄流閥并報(bào)警提醒用戶防止泄流閥故障造成進(jìn)一步超壓；消防報(bào)警的接通，整個(gè)系統(tǒng)全速運(yùn)行并發(fā)出警報(bào)信號(hào)，保證消防用水的供給。在報(bào)警消除后，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)和無(wú)擾動(dòng)切換，保證系統(tǒng)處于安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。鍵盤(pán)及顯示電路為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便，本控制器配置了調(diào)試用小鍵盤(pán)和LED顯示，使之適合于不同場(chǎng)合輸入不同調(diào)節(jié)參數(shù)（諸如P、I、D參數(shù)，壓力上下限，工作水泵數(shù)，遠(yuǎn)傳表類(lèi)型，壓力表歸零補(bǔ)償、滿量程補(bǔ)償?shù)葏?shù)）并保存于E2PROM中；顯示主要用于實(shí)時(shí)壓力和變頻器頻率顯示，報(bào)警顯示等。在設(shè)計(jì)中盡量簡(jiǎn)化這種人機(jī)對(duì)話的操作面板，使之易于操作，便于安裝。

　　變頻器部分的設(shè)置（以富士變頻器為例）由于控制器輸出的是0.10V直流電源控制變頻器的輸出，故變頻器的頻率設(shè)定項(xiàng)為模擬信號(hào)設(shè)定，運(yùn)行。操作項(xiàng)應(yīng)為端子操作。在硬件上相應(yīng)措施為變頻器的11、12、13端子接控制器010V輸出；30A、30B、30C端子與控制器相應(yīng)的報(bào)警端相連，變頻器其他設(shè)置參見(jiàn)變頻器使用說(shuō)明書(shū)。為隔離干擾，控制器與變頻器間信號(hào)線全部采用屏蔽線接入，以便于變頻器在受控于該控制器下正常工作和報(bào)警。軟件設(shè)計(jì)為便于程序的分析與調(diào)試，軟件上采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計(jì)。其中單片機(jī)定時(shí)器專(zhuān)供串行顯示和除消防請(qǐng)求外的報(bào)警處理；定時(shí)器專(zhuān)供控制器向變頻器輸出0.10V直流電壓；消防請(qǐng)求由外中斷輸入。為加快系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，報(bào)警中斷請(qǐng)求軟件部分程序力求簡(jiǎn)潔，在設(shè)計(jì)中采用置報(bào)警標(biāo)志位，供定時(shí)器的中斷服務(wù)程序查詢(xún)后分別處理。A/D壓力數(shù)據(jù)采集、處理數(shù)據(jù)采集模塊連續(xù)10次采集壓力值，進(jìn)行復(fù)合數(shù)字濾波和線性變換。即將10次采樣值去掉最大值和最小值，再把余下的部分求和并取其平均作為本次濾波輸出值，這種復(fù)合濾波算法簡(jiǎn)潔，防止脈沖干擾能力較強(qiáng)。再用壓力表的歸零補(bǔ)償值和滿量程補(bǔ)償值進(jìn)行線性變換得到本次采樣的壓力實(shí)用值Pi供PID計(jì)算。