梁 栋，徐 锦（长安大学电子与控制工程学院，陕西西安，710021）

基于PID控制的变频恒压供水系统设计

梁 栋，徐 锦
（长安大学电子与控制工程学院，陕西西安，710021）

由于传统供水系统能源浪费严重、自动化程度低等特点，本文设计了一种基于PID控制的变频恒压供水系统。主要对该系统的原理、调节过程、水泵切换、数学模型及PID控制算法做了介绍，从而证明了变频恒压供水系统的前景和经济效益，具有很好的推广与研究价值。

PID；变频恒压；控制算法；数学模型

1　系统概述

变频恒压供水就是要时刻让供需达到平衡，若供需之间没有达到平衡，用户水压将发生变化。因而可根据水压变化实现对流量变化的控制，以确保供需之间的动态平衡。控制原理图如图1。

图1　闭环调节原理图

该变频恒压供水系统，主要由PID调节器、变频器、远传压力表以及水泵电机等组成。在该系统中通过远传压力表将水管出水处的压力值反馈给PID调节器，此处使用远传压力表主要是一方面可以将压力信号变为4～20mA电流信号，另一方面具有清晰的表盘显示功能，同时它的价格较便宜。PID调节器将反馈值与给定值做差，若所得偏差为零，则说明系统的运行状态满足此时的供水需求；若所得偏差不为零，则说明系统的运行转态不满足此时的供水需求，需要改变变频器的输出频率或者增减水泵数量来满足供水需求。

2　调节过程分析

该系统的运行状态分为三种，第一供需平衡状态，第二供小于需的状态，第三供大于需的状态。……