泵组电机的智能控制 - 基于STC12C5A60S2的变频恒压供水系统

　　3. 2 泵组电机的智能控制

　　通过单片机引脚的电平变化，可以控制泵组的不同运行方式，以使供水出口水压保持恒定不变。泵组运行方式与单片机引脚电平变化对照如表 1 所示。

　　泵组开始起动时，运行方式一或方式二; 手动按下键盘的“切换”按钮后，泵组运行方式三或方式四; 当手动再一次按下键盘的“切换”按钮后，泵组的运行方式切换到方式一或方式二，依次这样的循环，防止一台水泵长期工作而另一台水泵长期处于停止状态，这样可延长泵组的使用寿命。

　　4 系统软件的设计

　　根据硬件电路需求，系统的软件程序设计分为主程序设计和子程序设计。主程序为系统整体智能控制的实现过程，子程序为 PID 算法程序 。

　　4. 1 系统的子程序

　　系统的PID算法程序如图5所示。其控制算法程序就是对压力偏差的比例、积分和微分，以得到控制变频器输出频率的参数量。

　　电流增量的计算方法如式（ 5）所示，其中T为两个平均压力的采样时间间隔，Pc1 和 Pc2分别为前一次和前二次的压力差值。根据计算出的电流增量与上一次电流值相加得到当前的电流值，用此电流值对变频器进行控制。

　　4. 2 系统的主程序

　　系统的主程序流程图如图6所示。其中当第一次键盘的切换按钮按下时，标志符 Flag = 1; 当再一次按下键盘的切换按钮时，Flag = 0。Ps为设定的供水出口水压，Pmax为一台水泵运行时在供水出口产生的最大水压力。

　　首先系统进行初始化。接下来判断切换标志符Flag是否为1： 如果是为1，再判断设定的压力是否小于一台水泵运行时在供水出口产生的最大水压力，如果小于，则泵组按方式三运行，否则按方式四运行; 如果标志符 Flag 为 0，则也再判断设定的压力是否小于一台水泵运行时在供水出口产生的最大水压力，如果小于，则泵组按方式一运行，否则按方式二运行; 然后进行 PID 控制，循环此流程。

　　5 结 语

　　本文所介绍的变频恒压供水系统以STC12C5A60S2 单片机为核心，实现对控制变频器输出频率参数量的 PID 控制、泵组运行台数和运行方式的智能控制、压力值的设定和设定压力值的显示等功能。在节能方面明显优越于当前的变频恒压供水方法，该系统运行稳定、可靠，并且能够延长泵组设备的使用寿命，在“节能、环保”这一主题越来越被当今社会重视的今天可以得到广泛应用。