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模糊控制具有对被控制对象的数学模型依赖性弱、不需要建立精确数学模型的优点，而PID控制算法具有简单、容易实现等优点，因此，把模糊控制与PID控制在不同的区域实行分级控制，就能发挥模糊控制和PID控制各自的优点。在误差较大时，采用模糊控制使系统快速趋向设定值，并且能实现超调较小的良好动态特性；误差较小时即趋于稳定时，采用PID控制算法发挥PID控制精确、静态误差小等优点，进一步改善静态特性。由于供水系统具有时滞性和非线性，同时建立它的精确数学模型在目前来看还是不可能的，因此本系统采用了模糊PID对供水系统进行控制。

2.2.3 串口通信模块

本系统直接使用了ARM7-LPC2129的片内两个UART接口。其中UART0与变频器通信，UART1与上位机（PC）通信。

2.2.4 开关量输入/输出模块

本系统采用了ARM7-LPC2129的通用输入/输出口做为开关量的输入/输出接口，用于接收火灾信号、缓冲水池的液位信号，完成泵组启停逻辑控制等相关辅助功能。

2.2.5 CAN接口模块

现场总线是工业控制中的控制局域网，代表了未来工业控制的发展方向。由于它的飞速发展，各项工控技术均向现场总线靠拢，因此本系统还开发了CAN接口（ARM7-LPC2129带有一个CAN接口）驱动程序，为系统能接入现场总线网络提供技术支持。

2.3 软件设计

本系统应用程序采用结构化模块设计，由主程序和中断服务程序等组成。中断服务程序定时检测用户端管道压力和流量，并完成A/D转换，采样数据经数字滤波送专家系统分析确定系统的工作点。工作点确定后经模糊PID模块迅速把系统稳定在该工作点处，通过上下位机的通信程序实现上位PC对下位机的监控，同时在软件的设计中加入了软件看门狗，增强了系统的抗干扰能力。主程序框图如图3。


3 结束语

由于本系统嵌入了含有泵理论和水动力学的专家系统及模糊PID控制，所以能较好地实时跟踪用户需求，更好地发挥了变频调速的节能潜力并取得了良好的节能效果；同时系统还具有很好的快速性、稳定性和很好的抗干扰能力。由于具有良好的供水品质和节能效果，使得本系统不仅能应用在小区供水中还可以应用在楼宇供水及工厂企业的供水节能改造中。