1.工作原理
供水的压力通过传感器采集给系统，再通过变频器的A-D转换模块将模拟量转换成数字量，同时，变频器的A-D将压力设定值转换成数值量，两个数据同时经过PID控制模块进行比较，PID根据变频器的参数设置，进行数据处理，并将数据处理的结果以运行频率的形式控制输出。PID控制模块具有比较和微分的功能，供水的压力低于设定压力，变频器就会将运行频率升高，相反则降低，并且可以根据压力变化的快慢进行微分调节。以负作用为例，如果压力在上升接近设定值的过程中，上升速度过快，PID运算也会自动减少执行量，从而稳定压力。供水压力经PID调节后的输出量，通过交流接触器组进行切换控制水泵的电动机。在水网中的用水量增大时，会出现一台变频泵效率不够的情况，这时就需要其他的水泵以工频的形式参与供水，交流接触器组就负责水泵的切换工作。各个接触器由PLC控制，按需要选择是工频供电或者是变频供电。
2.控制要求
交流接触器组中的KM1与KM2分别控制1#水泵的变频运行和工频运行，而KM3和KM4则控制2#水泵的变频与工频运行，KM5与KM6控制3#水泵的变频与工频运行。
1）系统起动时，KM1闭合，1号水泵以变频方式运行。
2）当变频器的运行频率超出设定值时输出一个上限信号，PLC接收到这个上限信号后将1#水泵由变频运行转为工频运行，KM1断开而KM2闭合，同时KM3闭合，2#水泵变频起动。
3）如果再次接收到变频器上限输出信号，则KM3断开而KM4闭合，2#水泵由变频转为工频，同时KM5闭合，3#水泵变频运行。
4）如果3#水泵变频运行时，变频器频率偏低，即压力过高，则输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM4使其不工作，开启KM3使其闭合，2号水泵变频起动。
再次收到下限信号就关闭KM3、KM2使其不工作，闭合KM1，只剩1＃水泵变频工作。
由控制要求可画出PLC参考程序流程图，如图5-17所示。
图5-17 参考程序流程图
3.变频器参数设置
根据系统控制要求进行变频器参数设置，见表5-12。
表5-12 恒压供水控制参数设定表
（续）
4.PLC的I／O配置和控制电路
PLC的I／O配置见表5-13。
表5-13 恒压供水I／O分配表
（续）
控制电路如图5-18、图5-19所示。Y21～Y26分别控制接触器KM1～KM6。KM1与KM2、KM3与KM4、KM5与KM6之间分别互锁，防止它们同时闭合使变频器输出端接入电源输入端。
变频器起动运行靠PLC的Y0控制，频率检测的上／下限信号分别通过变频器的输出端子功能FU、OL输出至PLC的输入端X4、X5。PLC的输入端X3为手动／自动切换信号输入，变频器输入端RT为手动／自动切换调整时，PID控制是否有效，由PLC的输出端Y1供给信号。故障报警输出连接于PLC的X2与COM端，当系统故障发生时输出触头信号给PLC，由PLC立即控制Y0断开，停止输出。PLC输入端SB1为起动按钮，SB2为停止按钮，SA1为手自动切换，由SA2～SA7手动控制变频／工频的起动和切换。在自动控制时由压力传感器发出信号（4～20mA）进行比较，通过PID调节输出一个频率可变的信号改变供水量的大小，从而改变了压力的高低，实现了恒压供水控制。
图5-18 主电路
5.状态流程图和梯形图
状态流程图如图5-20所示，PLC梯形图如图5-21所示。
图5-19 变频器电路和PLC的I／O接线
a）变频器电路 b）PLC的I／O接线
图5-20 状态流程图
图5-21 PLC梯形图(www.xing528.com)
图5-21 PLC梯形图（续）
图5-21 PLC梯形图（续）
6.电路工作过程
（1）准备 参考图5-18～图5-21，合上断路器QF，给变频器供电。
按下起动按钮SB1→X1得电→◎X1［1］闭合→Y0［1］得电并自锁，输出控制信号至变频器的端子STF→变频器正转起动
（2）手动控制 PLC上电后，◎M8002［6］闭合→S0［6］置位并保持，进入步S0［7］，然后执行选择序列分支A指令［8、9］。
进入选择序列分支A的分支Ⅱ的首步S23［23］：
合上1#变频手动开关SA2→X6得电→◎X6［24］闭合→Y21［24］得电→KM1得电，1#电动机变频起动
按下停止按钮SB2→X2得电→◎X2［30］闭合→S24置位并保持，程序进入选择序列F的合并步S24［31］。在步S24［31］，使S0［32］置位并保持，程序返回步S0［6］。
进入选择序列分支A的分支Ⅰ［10］：
1）Y21［11］得电→KM1得电→1#电动机变频运行。
2）当1#电动机变频运行的频率超出设定值时，变频器输出端子FU输出上限检测信号至PLC的X4端子→X4得电→◎X4［12］闭合→S21［12］置位并保持，进入步S21［14］。
进入步S21［14］后：
①步S20复位，Y21［11］失电→KM1失电→1#电动机退出变频运行；
②Y22［15］得电→KM2得电→1#工频运行；
③Y23［15］得电→KM3得电→2#水泵变频运行；
步S22［20］：进入步S22后，步S21复位，KM2、KM3断开。
Y22［20］得电→KM2得电→1#电动机工频运行；
Y24［20］得电→KM4得电→2#电动机工频运行；
Y25［20］得电→KM5得电→3#电动机变频起动。
接下来，执行有2个分支的选择序列C［21、22］：
①当◎M0［21］闭合，程序转移到步S21，进入选择序列E合并步；
②按下停止按钮SB2→X2得电→◎X2［22］闭合→S24［22］置位并保持，程序进入选择序列F的合并步S24［31］，使S0［32］置位并保持，程序返回初始步。
Y22［15］得电→KM2得电→1#电动机工频运行
Y23［15］得电→KM3得电→2#电动机变频运行
Y21［11］得电→KM1得电→1#电动机变频运行
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