在能夠滿足各種灌溉狀態(tài)時的流量與壓力要求的前提下，本系統(tǒng)使用一臺變頻器，采用分時控制方法控制兩臺功率為15kW的主泵（1、2號泵）電機。另外一臺電機功率為3.7kW的輔助泵（3號泵）直接在工頻條件下運行，用來補充水管和閥門漏水。
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是適合小型控制場合的模塊化PLC，它具有8點輸入和6點輸出的控制單元最大可擴展到110點；指令豐富，有83條基本指令和114條高級指令可以使用，高級指令包括脈沖輸出功能、位置控制、PWM輸出功能、PID運算等指令；FP0系列PLC執(zhí)行程序的速度較快，每個基本指令只需0.9s，能夠滿足大量運算的需要。
FP0系列PLC控制單元可以使用模擬輸入輸出單元作為擴展模塊，該系列的模擬輸入輸出單元具有2個模擬輸入通道和1個模擬輸出通道。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15kW的電機，變頻器的控制端子具有兩個可編程的模擬輸入和一個可編程的模擬輸出。人機界面選用臺灣臺達(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可以簡化操作面板的設(shè)計，修改方便，可以加快系統(tǒng)的設(shè)計速度。
切換線路切換線路由交流接觸器組成，完成以下功能：1）控制電機功率為3.7kW的泵在工頻狀態(tài)下的啟動和停止；2）兩臺電機功率為15kW的泵在工頻狀態(tài)下的啟動和停止；3）兩臺電機功率為15kW的泵在變頻狀態(tài)下的運行；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應(yīng)的電壓信號。
手動運行手動運行用于系統(tǒng)調(diào)試時測試系統(tǒng)各部分是否正常。即實現(xiàn)1、2號主泵在變頻器的控制下分別運行，1、2號主泵不同時運行。同時PID控制發(fā)揮作用，在手動狀態(tài)下水管壓力也不會超過設(shè)定壓力。3號輔助泵可以直接接通三相交流電源運行，在水管壓力達(dá)到設(shè)定壓力時自動關(guān)斷。
自動運行狀態(tài)，控制系統(tǒng)首先檢測水管的壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定值時，起動輔助泵進(jìn)行補水。在設(shè)定的時間內(nèi)，水管壓力能夠達(dá)到設(shè)定值，則停止輔助泵運行，此時認(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，主泵不運行。起動輔助泵后，在設(shè)定時間內(nèi)若管道壓力不能達(dá)到設(shè)定值，則輔助泵停止運行，同時使被控制系統(tǒng)標(biāo)識為A的主泵變頻起動。標(biāo)識為A的主泵變頻運行后，若管道壓力達(dá)到設(shè)定值，且變頻器運行在與該壓力設(shè)定值相對應(yīng)的最小出水頻率以下，則停止水泵運行，同時將另一臺泵的標(biāo)識置為A.標(biāo)識為A的主泵變頻運行后，變頻器在50Hz運行一段時間而管道壓力沒有達(dá)到設(shè)定值，則將A切換到工頻運行，同時變頻起動標(biāo)識為B的主泵，此時若管道壓力達(dá)到設(shè)定值，電氣技術(shù)與自動化夏小兵等，基于PID控制模式的變頻恒壓供水系統(tǒng)機械制造與自動化且變頻器運行在與該壓力設(shè)定值相對應(yīng)的最小出水頻率以下，則停止工頻運行的水泵，原來變頻運行的水泵按前述流程工作。兩臺主泵輪流標(biāo)識為A，可以避免在小用水量時，一臺頻繁起動而另一臺長時間不運行。
松下電工FP0系列PLC提供了PID運算功能，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。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積分時間常數(shù)Ti微分時間常數(shù)Td控制周期自動調(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，輸出值改變緩慢，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要較長時間；比例積分型（I-PD）在設(shè)置值改變時，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，同時通過設(shè)置S中的標(biāo)志還可以控制系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)諧，以獲得PID參數(shù)，利用這個功能可以加快系統(tǒng)調(diào)試的速度。
參數(shù)自動調(diào)用在變頻控制運行的水泵系統(tǒng)中，由變頻器控制的水泵，受其揚程限制，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行會給水泵帶來不利影響。通過計算和實驗，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)操作者通過人機界面改變工作壓力時，PLC自動調(diào)整設(shè)置，使系統(tǒng)工作在良好狀態(tài)。經(jīng)過現(xiàn)場實驗，在不同工況下，均能滿足設(shè)計要求。本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計要求，并投入運行。
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