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3.6系统主电路设计
图3-4 系统主电路设计
根据系统要求，本设计采用三台电机，QA1、QA3、QA5为控制三台电机变频运行的触点；QA2、QA4、QA6为控制电机工频运行的触点。KM1、KM2、KM3、KM4是三个断路器，熔断器接在主电路中防止过热，起到保护作用。BB1、BB2、BB3是热继电器保护电机过电流。
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3.7系统控制电路设计
图3-5 系统控制电路设计
SF为选择开关，转到1端为手动控制，此时电机直接经手动电路启动，不经过变频器，不受PLC控制，用于在变频器故障等等情况检修使用，此时电机为全压启动，SB1、SB3、SB5分别控制三台水泵的启动，SB2、SB4、SB6分别为三台水泵的停止按钮，用于区别工频还是变频运行，添加了指示灯。当转换开关转到2为自动运行，程序就会按照PLC编好的程序自动运行，通过压力监测反馈回来的信号，应用变频器和PLC实现自动控制，达到供水管线压力恒定的目的[7]。
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4系统软件设计
4.1PLC控制
4.4.1PLC程序流程图
PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频—变频的切换和水泵工作数量的调整。工作流程如图4-1所示：
图4-1 PLC程序流程图
系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。
手动模式主要是解决系统出错或器件出问题。
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在自动运行模式中，如果PLC接到频率上限信号，则执行增泵程序，增加水泵的工作数量。如果PLC接到频率下限信号，则执行减泵程序，减少水泵的工作数量。没接到信号就保持现有的运行状态。 4.4.2手动运行
转换开关选择1，电路进入手动运行状态。闭合SB1，M1泵启动，电路通电QA2自锁，同时M1的工频运行指示灯亮，要停止电机按下按钮SB2，电路被切断，电机停止运行。BB1是热继电器，当该路电流过大电路会被切断，电机停止。其他两路的原理相同。 4.4.3自动运行
当选择开关选择2，电路进入自动运行状态，此时压力传感器会不断将管网的压力信号以电压信号的形式传给变频器，变频器根据传感器给定值和设定值的差通过PID调节后自行改变频率，如果达到设定频率压力还不够就会输出信号给PLC进行增泵操作，PLC根据编辑好的程序将目前变频运行的泵切换为工频运行，将下一台泵变频启动，完成切换后通过Q0.6输出给变频器，让变频器启动，完成整个启动过程。同样如果压力过高则实行减泵操作，方法与增泵操作相同。
4.2PLC梯形图程序设计
系统程序的关键在于PLC程序的合理性、可靠性问题。根据控制要求及上述所列出的自动控制过程表和功能图，本系统设计出控制程序。系统包括自动运行程序，手动运行程序，报警程序[8]。
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图4-2 逻辑块图
S7-300中梯形图编程不同于200，是分块编程的。OB1为组织块，FB1为功能块，FC1为功能块，DB1为共享数据块。
图4-3 硬件组态