恒压供水系统是由变频器和压力闭环控制实现的。恒压供水变频调速系统基本结构如图5-8所示。图中水源来自于自来水管网，对高层楼宇供水，自来水管网的压力是不够的，因此要经过水泵的二次增压。在水泵出口的主干线上安装一个压力传感器。系统给定压力和传感器采集压力送给控制器，经控制器计算出变频器的频率，通过调节变频器的频率控制电动机的转速。

在流量变化的供水系统中，供水能力和需水要求的平衡点，是由水泵的管网特性曲线和水泵的流量-扬程特性曲线共同决定的。这两条曲线的交点就是水泵运行的工况点，这时水泵的流量正好满足用户需求，这个点对应的转速就是变频器要调节达到的转速。要保证恒压供水，需要对水泵运行的工况点不断调整，达到流量的供需平衡，此时的压力就是恒压供水控制系统的给定压力，用传感器检测管网某一处的压力，就是反馈量。通过压力检测和比较实现电动机转速的控制，就能使供水系统始终保持供需平衡。

图5-8 恒压供水变频调速系统示意

恒压供水系统的控制原理如图5-9所示。供水压力通过压力传感器采集送给控制系统，系统给定压力为P_g，反馈压力为P，差值为ΔP。经过PID控制器对变频器的频率进行调节。

常用的变频器频率输入控制信号有两种，一种是数字信号，另一种是模拟信号。数字信号输入的是脉冲序列，其频率与变频器的频率成正比。模拟信号输入的是模拟电压或电流，通常有三种形式：一是0～5V，对应着频率0～100Hz；二是0～10V，对应着频率0～100Hz；三是4～20mA，对应着频率0～100Hz。4～20mA的控制信号有利于远距离抗干扰控制。从理论上讲，变频器的频率是从0开始，实际上是从1Hz开始。不同的变频器上限频率各不相同，有的是100Hz，有的是400Hz，甚至更高。

PID控制器具有比例、积分和微分调节的功能。当反馈的压力P低于给定压力P_g时，PID控制器输出电压增大，变频器的运行频率f升高，使电动机转速提高，管网压力P升高。当反馈的压力P高于给定压力P_g时，PID控制器输出电压减小，变频器的运行频率f降低，电动机转速下降，使管网压力P下降。因此根据管网压力对电动机转速进行控制，调节水泵的流量，很好地满足了用户的需求。(www.daowen.com)

与此同时，在用水的低峰期，用户所需流量减少，控制水泵的流量减少，则水泵的轴功率减小，与额定流量时相比，电动机功率大大地减小，达到了节能的目的。

在图5-9中，恒压供水控制系统是利用单片机实现的。单片机将采集的压力信号与给定的压力值进行比较，根据压力差进行PID计算，给出变频器的频率。当压力差为零时，PID控制器给出的频率对应管网的给定压力。有时恒压供水控制系统也可以可编程序控制器（PLC）来实现，因为PLC的可靠性比单片机高，而且PLC运算功能越来越强。有些变频器含有内置PID的控制器，为恒压供水提供了更便利的条件。

恒压供水控制系统相对传统的供水方式而言，它不但具有节能降耗的优点，而且真正实现了恒压供水，解决了传统的供水系统用水量高峰或低谷时供水量难以控制的缺点。同时控制柜也实现了水泵的自动投切，减少了人工成本。在控制系统的设计中，还要考虑变频与工频的切换控制，一旦变频部分出现故障时，电动机能够自动切换到工频电源，以保证用户供水不间断。

图5-9 恒压供水变频系统控制原理图