PID調節器在恒壓供水控制中的應用

恒壓供水是用水壓來間接控制用水流量的大小，只要保持供水壓力，也就保證了供水流量與用水流量的平衡。圖1的恒壓供水控制系統中，壓力變送器檢測供水總管壓力，將其變換為4-20mA電流信號送入PID調節器，與壓力給定值比較后，通過PI進行控制。圖中PLC可控制多臺水泵切換及報警信號處理。



圖1 恒壓供水控制系統方框圖

恒壓供水系統的控制過程如下：
①系統穩定時
水泵供水流量與用水流量處于平衡狀態，供水壓力穩定在給定值，此時測量信號與給定信號基本相等，水泵在變頻器輸出的某一頻率下運行。 
②用水流量減小時 用水流量減少時供水壓力會上升，壓力測量信號大于給定值。由于是反作用，PID調節器的輸出電流下降，使變頻器的輸出頻率下降，電機的轉速也下降，水泵的供水流量減少，水壓也開始下降使之回復到給定值，恒壓供水系統又處于平衡狀態。 
③用水流量增加時 用水流量增加時供水壓力會下降，壓力測量信號小于給定值。由于是反作用，PID調節器的輸出電流上升，使變頻器的輸出頻率上升，電機的轉速也上升，水泵的供水流量增加，水壓也開始上升使之回復到給定值，恒壓供水系統又處于平衡狀態。




用PID調節器(型號為YR-GAD805-020-12-HLNN-N-P-T)系列進行壓力控制，恒壓供水系統接線如圖2所示，參數設置見表1。



圖2 恒壓供水控制系統PID調節器接線圖

表1 恒壓供水控制系統YR-GAD系列PID調節器參數設置

恒壓供水的控制品質取決于P、I參數的整定。對于多數被控對象，PID調節器的P、I、D出廠默認參數有時不能達到理想控制效果。尤其是經驗不足時，一定要啟動自整定功能，通過自整定，PID調節器可以根據被控對象的特性，自動尋找最優參數以達到很好的控制效果。