1引言
    水質(zhì)和水壓是現(xiàn)代供水企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基本服務因素，在水質(zhì)穩(wěn)定的前提下，水壓的服務質(zhì)量和能耗是相互制約的兩個對立因素，更高的服務水壓意味更高的能耗，如何低能耗及滿足承諾服務水壓中找到一個平衡是現(xiàn)代供水企業(yè)密切關注及研究的一個課題。變頻技術(shù)的發(fā)展使憋閥門調(diào)壓成為歷史，而PID技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)恒壓供水向安全、節(jié)能及高品質(zhì)的方向?qū)崿F(xiàn)了飛躍。PID恒壓供水系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，保持供水管道壓力恒定，它比傳統(tǒng)的憋閥門供水有較大的優(yōu)越性，是當今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。
2PID恒壓供水系統(tǒng)介紹
    在現(xiàn)代工業(yè)控制中CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，利用PLC實現(xiàn)對模擬量的PID閉環(huán)控制或者利用專用設備內(nèi)部PID控制（如變頻器內(nèi)部PID閉環(huán)控制）對監(jiān)測量的閉環(huán)控制是較為常用的PID控制方法。本文主要結(jié)合珠海市西部某水廠實際應用為基礎陳述了基于變頻器PID控制在水廠恒壓供水系統(tǒng)中應用。
2.1PID恒壓供水系統(tǒng)硬件設計
    本文中的自動恒壓供水控制系統(tǒng)的核心硬件是由PLC網(wǎng)絡（S7-300及S7-200由Profibus-DP構(gòu)成PLC網(wǎng)絡）、人機界面（WINCC）、兩臺臺達VFD-F變頻器分別一對一拖動兩臺水泵電機（KQSN-500M9/621）、壓力變送器、水池液位計等組成。人機界面接受操作人員輸入操作指令（如恒水壓指令等）和監(jiān)控執(zhí)行機構(gòu)的運行情況；PLC為控制機構(gòu)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，進行數(shù)據(jù)傳輸及控制指令的發(fā)布；變頻器執(zhí)行PID控制拖動水泵機組；壓力變送器監(jiān)控管道壓力并向控制系統(tǒng)傳輸壓力信號（4-20mA電流）。水廠PID自動恒壓供水系統(tǒng)核心硬件構(gòu)成圖如圖1所示。

2.2變頻器PID控制原理
    PI控制是由比例控制(Ｐ)和積分控制（I）組合成www.cechina.cn，根據(jù)偏差及時間變化產(chǎn)生一個執(zhí)行量；PD控制是由比例控制(Ｐ)和微分控制（D）組合成www.cechina.cn，根據(jù)改變動態(tài)特性的偏差速率產(chǎn)生一個執(zhí)行量；PID控制是利用PI控制盒PD控制的有點組合成的控制，其核心運算是P、I、D三個運算的綜合。
PID控制是閉環(huán)控制系統(tǒng)的比例-積分-微分控制算法，PID控制器根據(jù)設定值與被控制對象的實際值的差值，按照PID控制法的算法計算出控制器的輸出量，控制執(zhí)行機構(gòu)去影響被控制對象的變化，其控制過程如圖2所示。
Kp:比例常數(shù) Ti：積分時間 S：演算子 Td：微分時間

圖2 PID控制原理框圖
    同時該變頻器內(nèi)置了復雜的順序控制功能實現(xiàn)工頻電源和變頻器之間的柔性切換（進行切換時實現(xiàn)電磁接觸器的互鎖），當變頻器運行頻率達到上限及持續(xù)運行時間滿足后（這里分別設置為50Hz和60s），變頻器自行將變頻無極切換到工頻（不需重新啟動），實現(xiàn)了變頻到工頻的無極切換，大大減少了工頻啟動時對電網(wǎng)電流及管網(wǎng)水壓沖擊，大大加強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性。電磁接觸器MC2在工頻運行時閉合，變頻運行時斷開；MC3變頻運行時閉合，工頻運行時斷開。控制電路如圖3所示。