那个用来控制恒压供水系统的原理框图, 它是由五个核心模块组成的, 这五个核心模块分别就是压力传感器、PID控制器、变频器、水泵机组, 还有反馈管路, 各个模块之间通过电信号以及压力信号来形成一个闭环回路, 这样的话就可以实现让管网的压力保持恒定输出。
框图五大模块及功能
1. 压力传感器（检测环节）
把它安装在出水主管上面或者是用户里面的最不利点地方, 把管网里面的实际水压也就是0到1.6兆帕的这个范围, 转换成4到20毫安的标准电信号, 然后把这种信号送入进PID控制器里面去, 让它作为那个表示实际值的依据。
2. PID控制器（运算环节）
接收已经设定好的那个压力数值, 同时, 也接收那个传感器给出的反馈数值。然后去计算这两个数值之间的偏差。接下来要做的事情是什么, 就是对上面提到的这个偏差进行一个特别的运算,这种运算包含了比例、积分以及微分这三项内容。最后会输出一个经过修正之后的频率指令用来驱动变频器工作。
3. 变频器（执行驱动环节）
把那个普通的恒压供水系统控制原理框图, 也就是工频的, 三相那种电源给转换一下, 变成频率可以变、电压也可以变的交流电, 然后就用水这个来直接调节水泵电机转动的速度。
4. 水泵机组（能量转换环节）
电机的转速发生变化, 这种变化会促使水泵的扬程与流量的曲线发生改变, 管网的压力则会随之产生实时性的变化。
5. 反馈管路（信号回路环节）
把出水端的压力传递给传感器去用, 这就弄出了一个完整的闭环, 这个闭环里面的顺序是把压力变成电信号交给控制器处理, 然后控制器指挥变频器让水泵工作最后再反馈回到对压力的控制上来。
信号流向（框图路径）
首先需要设定好目标压力, 接着系统会把当前值和这个目标值拿到比较器里面去进行偏差计算的操作, 然后根据这个偏差去执行PID运算, 再基于运算结果生成对应的频率指令信号, 依靠这个信号来调整水泵的转速和运行状态, 这就导致了管网里面的压力发生变化, 之后会有传感器检测到新的压力状态, 把它转换成电流大小在4到20毫安之间的电信号发出去, 最后把这个信号再次送回到比较器和一开始设定的那个数值进行对比检查, 整个这样的闭环调节反应过程所花费的时间一般都是在两秒到五秒左右的范围内。
控制逻辑
该系统是采用了闭环负反馈这种控制方式的。当用水量增大的时候, 反馈数值就会低于设定数值。在这种情况下, PID控制器会增大输出频率。水泵加速运转之后, 供水压力就会回升。相反的, 如果用水量改变导致情况不同, 那么系统就会降低运行频率。
积分环节是为了消除稳态误差才存在的。微分环节的作用是抑制那些波动现象的发生。最终使得供水压力的波动范围被控制在了正负零点零二兆帕以内。这一标准是参照了GB/T 17420这个指标来的。
框图绘制要点
这些设备, 像传感器, 控制器,变频器大城群众说事, 还有水泵, 都得用矩形的那种功能块来表示出来。然后在这些框框的里面, 要标上它们的名称, 还要写上那些关键性的参数数据。
信号线是用带有箭头的直线来予以表示的, 而其中的箭头是用来指示信号传递的方向的。
设定值在比较节点的地方进行汇合,这个比较节点是由带有加号和减号的圆圈来进行表示的恒压供水系统控制原理框图, 而反馈也在同一个地方进行汇合。
需要在变频器与水泵之间标注出接口, 这个接口的名称是频率/电压。
为多泵并联系统增设了“切换逻辑”这一块子模块, 它的功能是用来实现自动轮流运作以及备用的启动方式。
常见疑问
问：传感器为何画在出水端而非进水端？
由于进水端的压力会受到市政管网中波动情况的较大影响, 所以它没办法反映出终端用户实际所感受到的水压状况。而出水端的传感器对应的是控制目标值, 因此它被放置在框图中的出水侧位置。
问：PID参数在框图中如何体现？
在控制器模块里面标注了Kp、Ki、Kd符号, 或者在旁边附带了参数表。不同的项目需要依据管网容积与响应速度单独整定, 并没有统一的固定值。
