按钮SB的选择：PLC各输入点的回路的额定电压直流24V，各输入点的回路的额定电流均小于40mA，按钮均只需具有1对常开触点，按钮均选用LAY3—11型，其主要技术参数为：UN=24VDC，IN=0.3A，含1对常开和1对常闭触点。
表4.3 元器件表
元件名称 接触器 水泵 闸刀开关 熔断器 热继电器 相位保护继电器 按钮 符号 KM M1 M2 M3 QS FU1 FU2 FU3 FR1 FR2 FR3 KBP SB
型号 SC-E03-C 40-160(I)A HD11-100/18 RT18 6A TK-E02T-C MK-03 LAY3—11 个数 6 3 1 6 3 1 2 表4.4 水泵
流量扬程 转速 电机功率 符号 型号 (m3/h) (m) (r/min) (kw) 水泵 M1,M2 40-160(I)A M3 11 28 1450 15 4.7 PLC的选型
PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心，它要完成对系统中所有输入号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC时，要考虑PLC的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素。
在本系统中，水泵M1、M2，M3可变频运行，也可工频运行，需PLC的6个输出点，变频器的运行与关断由PLC的1个输出点，控制变频器使电机正转需1个输出信号控制，控制变频器的复位需1个输出点，输出点数量一共9个。控制起动和停止需要2个输入点，变频器的异常输出占用PLC1个输入点，相序保护需1个输入点，检测电机是否过载需3个输入点，共需7个输入点。系统所需的输入／输出点数量共为16个点。所以本系统选用具有24个点的SYSMAC CP1H型PLC。
4.8 系统控制电路的设计
系统实现恒压供水的主体控制设备是PLC，控制电路的合理性，程序的可靠性直接关系到整个系统的运行性能。本系统采用欧姆龙公司CP1H系列PLC，它体积小，执行速度快，抗干扰能力强，性能优越。
PLC主要是用于实现变频恒压供水系统的自动控制，能够完成以下功能：自动控制三台水泵的投入运行；能在三台水泵之间实现变频泵的切换。
本系统在自动控制下的运行过程如下：
合上空气开关，供水系统投入运行，将手动、自动开关打到自动上，系统进入全自动运行状态，PLC中程序首先接通KM6,并起动变频器。根据压力设定值（根据管网压力要求设定）与压力实际值（来自与压力传感器）的偏差进行PID调节，并输出频率给定信号给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好地加速时间控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制，同时变频器在运行频率是否 到达信号，又程序判断是否要起动第2台水泵（或第3台水泵）。当变频器运行频率达到频率上限值，并保持一段时间，则PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下一台水泵变频运行。此时PID会继续通过由远传压力表送来的检测信号进行分析、计算、判断进一步控制变频器的运行频率，使管压设定的上、下限偏差范围之内。
4.9 PLC的I/O端口分配
根据以上控制要求统计控制系统的输入输出信号的名称、代码及地址编号如
表4.4所示。
名 称 启动 停止 输入信号 相位保护 热键电器 热键电器 热键电器 变频器的异常输出 变频器的复位 KM0 KM1 输出信号 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 电动机正转信号输出
代 码 SB1 SB2 KBP FR1 FR2 FR3 C RES KM0 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 STF I/O口编号 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 100.00 100.01 100.02 100.03 100.04 100.05 100.06 100.07 100.08 图4.5PLC的I/O分配表
结合系统控制电路图4.3和PLC的I/O端口分配表4.4，画出PLC模块接线图，如图4.5所示：
100.00100.01起动SB10.00100.02停止SB20.01100.03相序保护0.02FR1接变频器RES端子KM1KM2KM2KM1KM3KM4SYSMAC0.03CP1H100.050.04100.060.05100.07100.04KM4KM3KM5KM6FR2KM6KM5FR3KM7ACAC220VCOMCOM100.08CDC24V0.06接变频器STF端子压力传感器I IN1COM 1I OUT接变频器4端接变频器5端子COM
图4.5PLC接线图
5控制系统的软件设计
主程序流程图如图5.1所示。本设计主程序大体包括以下几部分： （1）系统初始化程序
在系统开始工作的时候，先要对整个系统进行初始化，即在开始启动的时候，对变频器变频运行的上下限频率、PID控制的各参数进行初始化处理，赋予一定的初值。系统进行初始化是在主程序中通过调用子程序来是实现的。
（2）增、减泵判断和相应操作程序
当PID调解结果大于等于变频运行上限频率（或小于等于变频运行下限频率）且水泵稳定运行时，定时器计时5min（以便消除水压波动的干扰）后执行工频泵台数加一（或减一）操作，并产生相应的泵变频启动脉冲信号。
（3）各水泵变频/工频运行逻辑程序
由于变频恒压供水系统主程序梯形图比较复杂，不方便全部画出，在此仅画出其控制过程的流程图，如图5.1所示。