[發明專利]PID控制中的運算反饋信號控制供水壓力的方法

有效

• 申請號: 202010791296.9
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112000143B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張元龍
• 申請（專利權）人: 河北利萬信息科技有限公司
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明公開了PID控制中的運算反饋信號控制供水壓力的方法，屬于遠程自動供水領域，控制系統包括PID控制器、遠程壓力表、遠程設置終端，方法包括：首先在PID控制器內設定一個固定的給定值，遠程壓力表對管網壓力進行測量得到管網水壓的實際值，遠程設置終端用于輸入要達到的管網壓力的目標值，遠程設置終端將目標值、給定值、實際值進行計算后得到一個運算反饋值給與PID控制器的反饋側，PID控制器根據運算反饋值與給定值的比較結果對水泵進行控制。本發明在不改變現有供水站供水設備的基礎上可有效實現遠程自動設置供水壓力。

技術領域

本發明涉及遠程自動供水領域，尤其是一種PID控制中的運算反饋信號控制供水壓力的方法。

背景技術

恒壓供水控制原理：通過PID控制器（變頻器/供水控制器/PLC控制器）來實現恒壓供水。PID控制器一般有給定值、反饋值、控制水泵轉速輸出組成，通過調整水泵的轉速來調節供水壓力（反饋值），最終將反饋值達到預先設置好的給定值目標。給定值的設置一般有：屏幕按鍵設置、模擬量設置、觸摸屏設置等。

在進行遠程控制改造時，需要針對現場不同設備，進行不同的改造，例如，如果現場設備是通過模擬量設置壓力時，直接加裝模擬量輸出設備，通過模擬量遠程設置供水壓力，如圖1、圖2所示；如果現場設備是通過按鍵/觸摸屏設置的壓力時，此時需要查詢PID控制器是否具有RS485通訊接口，是否可以通過通訊設置供水壓力，有通訊接口時，需要根據設備的不同，編寫不同的通訊協議，來滿足不同的現場需要，如圖3、圖4所示；無通訊接口時，解決方式如圖5、圖6所示。

但是現有技術存在以下缺點：①通用性差，需要根據現場不同的設備，采用不用的方法；②現場的PID控制器如果有通訊接口，還需要二次開發，修改通訊協議；③如果現場PID控制器沒有通訊接口，需要更換PID控制器。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種PID控制中的運算反饋信號控制供水壓力的方法，在不改變現有供水站供水設備的基礎上可有效實現遠程自動設置供水壓力。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

PID控制中的運算反饋信號控制供水壓力的方法，控制系統包括PID控制器、遠程壓力表、遠程設置終端，方法包括：首先在PID控制器內設定一個固定的給定值，遠程壓力表對管網壓力進行測量得到管網水壓的實際值，遠程設置終端用于輸入要達到的管網壓力的目標值，遠程設置終端將目標值、給定值、實際值進行計算后得到一個運算反饋值給與PID控制器的反饋側，PID控制器根據運算反饋值與給定值的比較結果對水泵進行控制。

本發明技術方案的進一步改進在于：遠程設置終端包括單片機、無線通信電路、數據存儲器、數模轉換電路、鍵盤電路以及顯示電路。

本發明技術方案的進一步改進在于：當控制需求為遠程參數設定或者遠程控制時，單片機通過無線通信電路進行遠程通信，接收遠程參數設定或者控制參數，單片機運算后輸出至數模轉換電路轉換為反饋信號并輸出至PID控制器；當控制需求為分段參數設定時，通過鍵盤電路輸入需要設定的參數，經單片機運算后分別輸出至顯示電路顯示，輸出至數據存儲器進行存儲，輸出至數模轉換電路轉換為反饋信號并輸出至PID控制器。

本發明技術方案的進一步改進在于：遠程設置終端的計算方法包括如下步驟：

步驟a，計算遠傳壓力表的壓力

采集遠傳壓力表信號（0-10V/4-20mA），通過兩點標定的方法，標定出壓力信號與壓力值對應的曲線特性：

曲線公式：y=ax+b

其中，x代表橫軸：遠傳壓力表信號（0-10V/4-20mA）；y代表縱軸：壓力表實際的壓力值；