恒压供水系统逻辑框图的核心之处,就是那个被叫做“压力闭环PID控制的东西。这一个整个的系统恒压供水系统逻辑框图, 它是由压力传感器这个部件、控制器这个家伙,或者说是包含PLC的变频一体机也好、变频器这种设备、还有水泵以及管网反馈回路这五个大模块共同构成的。
在画这个图的时候大城群众说事, 要按照信号流动的方向, 从左边一直到右边排开才行。然后呢, 那反馈回路, 应该用虚线的形式, 去指回去那个比较的环节, 就足以说明问题了。
五个功能模块及信号流向
1. 压力传感器这种设备的安装地点位于出水母管处, 它的主要功能是实时地去采集管网当中实际的压强数值。随后, 它会输出一个电流大小在4到20毫安之间或者电压大小在0到10伏之间的信号。这个输出的信号会被发送给控制器, 并且接入控制器的AI通道里面。
2. 控制器（也就是运算单元: PLC）或者就是那个专用PID模块, 先把设定压力的数值与现在实际测量的数值之间进行一个求差操作, 然后经过那个比例积分微分运算程序以后, 最终输出一个频率指令出来。
3. 变频器也就是驱动单元, 会接收模拟量信号或者是通过通讯传来的频率指令, 这个信号的频率范围是在零赫兹到五十赫兹之间, 接着它会调节自己输出的频率还有电压。
4. 水泵作为执行单元, 其转速与频率之间是直接成正比的关系, 并且这种关系会直接来决定出水量的大小以及出水压力的高低。
5. 反馈回路: 母管压力会再次被传感器采集, 然后闭环回到比较环节,接着形成持续的调节。
PID控制逻辑与调试参数
标准闭环路径的过程是恒压供水系统逻辑框图, 先看SP和PV这两个数哪个比较, 然后算出偏差e是多少, 接着用P、I或者D这三种方法来运算, 再把算出来的结果变成频率输出去, 靠这个变频调速来让水泵变个流量, 接着管网的压力就会跟着发生变化, 之后传感器会把情况反馈回来, 再更新一下PV的值, 最后就又开始循环了。
调试参考值：P取5%-15%, I取0.5-3s, D一般取0（供水系统惯量大, D易引起压力振荡）。稳态压力偏差应控制在±0.01MPa以内, 超调量不超过设定值的5%。
多泵扩展逻辑（2泵及以上）
在单泵主回路这个基础上, 增加以下分支。
该轮换逻辑的具体方式为, 系统会依据累计运行时长这个指标来自动完成主泵的切换操作, 并且其切换时间间隔要大于等于1小时。
如果偏差超过了设定的阈值, 而且这种情况持续的时间大于三十秒, 那么就启动备用泵或者停止运行中的泵。
主泵故障（比如过载或者是断相）这个信号出现以后, 就会触发那个备用的泵它自己自动投入。
在图中, 我们使用了条件分支这种符号来把各个启动和停止的条件, 还有电气之间互相锁定的关系都标注出来。另外呢, 备用泵的编号也是跟主回路的编号一一对应的。
绘制规范要点
信号线需要使用实线来进行表示, 水流的方向需要使用粗箭头来加以指示, 而反馈回路则必须通过虚线来进行描绘。
在每个模块的旁边标注出它的型号以及它对应的量程情况, 具体可以参考PT-100这个型号, 以及0至1.6MPa这个量程范围来进行标注说明工作。
在变频器旁边标注了频率范围, 然后还标注了对应的泵转速。
在图的下面, 有一个I/O分配表附在上面, 这个表里面列明了点号、地址、信号的类型以及相关的说明。
上面说的这个框架, 把单一水泵的系统、两三个水泵的系统, 还有那个用变频器跟普通电源混用的系统, 这些全都常见的拓扑结构都涵盖进来了, 因此可以直接拿来, 当做设计这个系统的图纸, 以及最后完工验收时所用的图纸, 最基础的逻辑性底图使用。
