在能夠滿足各種灌溉狀態(tài)時(shí)的流量與壓力要求的前提下，本系統(tǒng)使用一臺(tái)變頻器，采用分時(shí)控制方法控制兩臺(tái)功率為15kW的主泵（1、2號(hào)泵）電機(jī)。另外一臺(tái)電機(jī)功率為3.7kW的輔助泵（3號(hào)泵）直接在工頻條件下運(yùn)行，用來(lái)補(bǔ)充水管和閥門漏水。
控制部分系統(tǒng)控制部分采用松下電工FP0系列PLC，該系列PLC是適合小型控制場(chǎng)合的模塊化PLC，它具有8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)輸出的控制單元最大可擴(kuò)展到110點(diǎn)；指令豐富，有83條基本指令和114條高級(jí)指令可以使用，高級(jí)指令包括脈沖輸出功能、位置控制、PWM輸出功能、PID運(yùn)算等指令；FP0系列PLC執(zhí)行程序的速度較快，每個(gè)基本指令只需0.9s，能夠滿足大量運(yùn)算的需要。
FP0系列PLC控制單元可以使用模擬輸入輸出單元作為擴(kuò)展模塊，該系列的模擬輸入輸出單元具有2個(gè)模擬輸入通道和1個(gè)模擬輸出通道。輸入和輸出量程可通過DIP開關(guān)選擇，輸入量程有：熱電偶；5）J型熱電偶；6）T型熱電偶。輸出量程有-10+10V和020mA兩種。輸入和輸出的電氣技術(shù)與自動(dòng)化夏小兵等，基于PID控制模式的變頻恒壓供水系統(tǒng)分辨率達(dá)1/4000.
變頻器本系統(tǒng)中變頻器用于控制兩臺(tái)15kW的水泵0016-3變頻器。該變頻器在平方轉(zhuǎn)矩工作模式下可以驅(qū)動(dòng)15kW的電機(jī)，變頻器的控制端子具有兩個(gè)可編程的模擬輸入和一個(gè)可編程的模擬輸出。人機(jī)界面選用臺(tái)灣臺(tái)達(dá)公司的PWS500S型HMI完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入和狀態(tài)顯示。PWS500S型HMI使用觸摸屏技術(shù)，界面友好，編程容易，可與眾多廠家的PLC連接通訊。采用HMI可以簡(jiǎn)化操作面板的設(shè)計(jì)，修改方便，可以加快系統(tǒng)的設(shè)計(jì)速度。
切換線路切換線路由交流接觸器組成，完成以下功能：1）控制電機(jī)功率為3.7kW的泵在工頻狀態(tài)下的啟動(dòng)和停止；2）兩臺(tái)電機(jī)功率為15kW的泵在工頻狀態(tài)下的啟動(dòng)和停止；3）兩臺(tái)電機(jī)功率為15kW的泵在變頻狀態(tài)下的運(yùn)行；4）硬件互鎖。壓力傳感器本系統(tǒng)的最高工作壓力為0.5MPa，選用量程為0-1.0MPa的遠(yuǎn)傳壓力表，可以得到與壓力相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。
手動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)運(yùn)行用于系統(tǒng)調(diào)試時(shí)測(cè)試系統(tǒng)各部分是否正常。即實(shí)現(xiàn)1、2號(hào)主泵在變頻器的控制下分別運(yùn)行，1、2號(hào)主泵不同時(shí)運(yùn)行。同時(shí)PID控制發(fā)揮作用，在手動(dòng)狀態(tài)下水管壓力也不會(huì)超過設(shè)定壓力。3號(hào)輔助泵可以直接接通三相交流電源運(yùn)行，在水管壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)自動(dòng)關(guān)斷。
自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，控制系統(tǒng)首先檢測(cè)水管的壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，起動(dòng)輔助泵進(jìn)行補(bǔ)水。在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，水管壓力能夠達(dá)到設(shè)定值，則停止輔助泵運(yùn)行，此時(shí)認(rèn)為水管壓力下降是由于管道系統(tǒng)漏水或小量用水造成，主泵不運(yùn)行。起動(dòng)輔助泵后，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)若管道壓力不能達(dá)到設(shè)定值，則輔助泵停止運(yùn)行，同時(shí)使被控制系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為A的主泵變頻起動(dòng)。標(biāo)識(shí)為A的主泵變頻運(yùn)行后，若管道壓力達(dá)到設(shè)定值，且變頻器運(yùn)行在與該壓力設(shè)定值相對(duì)應(yīng)的最小出水頻率以下，則停止水泵運(yùn)行，同時(shí)將另一臺(tái)泵的標(biāo)識(shí)置為A.標(biāo)識(shí)為A的主泵變頻運(yùn)行后，變頻器在50Hz運(yùn)行一段時(shí)間而管道壓力沒有達(dá)到設(shè)定值，則將A切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻起動(dòng)標(biāo)識(shí)為B的主泵，此時(shí)若管道壓力達(dá)到設(shè)定值，電氣技術(shù)與自動(dòng)化夏小兵等，基于PID控制模式的變頻恒壓供水系統(tǒng)機(jī)械制造與自動(dòng)化且變頻器運(yùn)行在與該壓力設(shè)定值相對(duì)應(yīng)的最小出水頻率以下，則停止工頻運(yùn)行的水泵，原來(lái)變頻運(yùn)行的水泵按前述流程工作。兩臺(tái)主泵輪流標(biāo)識(shí)為A，可以避免在小用水量時(shí)，一臺(tái)頻繁起動(dòng)而另一臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行。
松下電工FP0系列PLC提供了PID運(yùn)算功能，指令為F355，其參數(shù)設(shè)置靈活，使用方便。F355指令的調(diào)用方法為：其中，R0為執(zhí)行PID指令的觸發(fā)信號(hào)。S為PID指令參數(shù)設(shè)置和執(zhí)行指令所需內(nèi)存區(qū)域的首地址，分配如下：控制模式設(shè)定值反饋值輸出值輸出上限設(shè)定輸出下限設(shè)定比例增益常數(shù)Kp積分時(shí)間常數(shù)Ti微分時(shí)間常數(shù)Td控制周期自動(dòng)調(diào)諧過程標(biāo)志PID處理過程用FP0的PID指令提供了兩類工作模式選擇，分別為方向選擇和積分模式選擇。方向選擇即在反饋值變化時(shí)選擇輸出變化方向的功能。當(dāng)反饋值下降，反向工作模式將使輸出上升，適合加熱或類似的過程；當(dāng)反饋值上升，正向工作模式將使輸出上升，適合制冷或類似的過程。
積分模式選擇可以選擇PID指令不同的工作方式。積分型（PI-D）在設(shè)置值改變時(shí)，輸出值改變緩慢，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要較長(zhǎng)時(shí)間；比例積分型（I-PD）在設(shè)置值改變時(shí)，輸出值改變迅速，可以很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
工作模式的選擇在首地址S中設(shè)置，同時(shí)通過設(shè)置S中的標(biāo)志還可以控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，以獲得PID參數(shù)，利用這個(gè)功能可以加快系統(tǒng)調(diào)試的速度。
參數(shù)自動(dòng)調(diào)用在變頻控制運(yùn)行的水泵系統(tǒng)中，由變頻器控制的水泵，受其揚(yáng)程限制，在不同的工作壓力下，水泵的最小出水頻率不同，在最小出水頻率以下運(yùn)行會(huì)給水泵帶來(lái)不利影響。通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，得到不同工作壓力下的最小出水頻率，做成表格存放在PLC中。當(dāng)操作者通過人機(jī)界面改變工作壓力時(shí)，PLC自動(dòng)調(diào)整設(shè)置，使系統(tǒng)工作在良好狀態(tài)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，在不同工況下，均能滿足設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并投入運(yùn)行。
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