1 恒壓供水控制原理
水泵變頻恒壓供水方式基于pid控制原理，維持管路供水壓力的恒定。當(dāng)用戶用水量加大時(shí)，管路壓力減小，變頻器轉(zhuǎn)速要提高以增加流量補(bǔ)充壓力；反之，用戶用水量減小時(shí)，管路壓力增大，變頻器轉(zhuǎn)速要降低，使流量適當(dāng)降低以使壓力恒定。這樣就可以使用戶得到穩(wěn)定的供水壓力。
如圖1所示，pa~pb是超高壓區(qū)，即使變頻器停止運(yùn)轉(zhuǎn)水泵電機(jī)也無法降低的供水壓力的區(qū)間，這種情況是自來水供水壓力嚴(yán)重偏高造成的，但發(fā)生幾率比較小，或因?yàn)橛脩粲盟繕O少甚至沒有時(shí)發(fā)生，此時(shí)就需要變頻器停止水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；pb~pc是變頻器恒壓供水壓力區(qū)。pd~0區(qū)間是低壓區(qū)，即使變頻器控制水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到比較大速度也無法提高供水壓力的區(qū)間，這種情況可能是市政供水系統(tǒng)發(fā)生問題(例如供水管道破裂等)，或客戶端用水量過大造成，需要考慮更換供水設(shè)備或調(diào)整用水量。

圖1 pid回路控制原理圖

2 pid回路控制原理
如圖2所示，kp比例增益(p控制)，ti積分時(shí)間(i控制)，td微分時(shí)間(d控制)，s演算。
2.1比例(p)控制
比例p控制的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系，當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
2.2積分(i)控制
在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個(gè)自動控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或稱之為有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須加入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會增大。如此一來，即使誤差很小，積分項(xiàng)也會隨著時(shí)間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例(p)+積分(i)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。

圖2 電氣原理圖

2.3微分(d)控制
在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。具有抑制誤差的作用，使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。比例(p)+微分(d)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。

圖3 部分程序

3 控制工藝要求
(1)設(shè)備要求能夠設(shè)定系統(tǒng)給定壓力值(5~6kg)，即pid控制的目標(biāo)值；
(2)壓力傳感器將實(shí)時(shí)采取