PLC触摸屏的恒压供水监控系统设计(8)
三台电机分别为M1、M2、M3，它们分别带动水泵1#、2#、3#。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关；FU为主电路的熔断器。
图3.1.3 变频恒压供水系统主电路图
三相电源经低压熔断器、隔离开关接至变频器的R、S、T端，变频器的输出端U、V、W通过接触器的触点接至电机。当电机工频运行时，连接至变频器的隔离开关及变频器输出端的接触器断开，接通工频运行的接触器和隔离开关。主电路中的低压熔断器除接通电源外，同时实现短路保护，每台电动机的过载保护由相应的热继电器FR实现。变频和工频两个回路不允许同时接通。而且变频器的输出端绝对不允许直接接电源，故必须经过接触器的触点，当电动机接通工频回路时，变频回路接触器的触点必须先行断开。同样从工频转为变频时，也必须先将工频接触器断开，才允许接通变频器输出端接触器，所以KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6绝对不能同时动作，相互之间必须设计可靠的互锁。
为监控电机负载运行情况，主回路的电流大小可以通过电流互感器和变送器将4~20mA电流信号送至上位机来显示。同时可以通过转换开关接电压表显示线电压。并通过转换开关利用同一个电压表显示不同相之间的线电压。初始运行时，必须观察电动机的转向，使之符合要求。如果转向相反，则可以改变电源的相序来获得正确的转向。系统启动、运行和停止的操作不能直接断开主电路(如直接使熔断器或隔离开关断开)，而必须通过变频器实现软启动和软停。为提高变频器的功率因数，必须接电抗器。当采用手动控制时，必须采用自耦变压器降压启动或软启动的方式以降低电流，本系统采用软启动器。
3.1.3 恒压供水监控系统的画面结构设计
触摸屏是一种智能化的人际友好界面。它可以很好地实现对控制设备和控制对象的监视和控制。整个供水系统的组态画面结构，如图3.1.3所示。每个画面都设置有专门的按钮，方便画面之间的切换。
图3.1.3变频恒压供水监控系统的画面结构
3.2 监控系统的软件设计
3.2.1 系统欢迎画面
系统欢迎画面是触摸屏接通电源后，出现的第一个组态画面。画面中央设计有“欢迎使用恒压供水监控系统”字样，带有时间、日期的显示。画面上放置了一个触摸按钮，其功能是切换画面，当点击此触摸按钮时，即进入供水方式画面。
图3.2.1 系统欢迎画面
3.2.2 供水方式画面
进入供水方式画面后，可以看到有两种供水方式可以选择，即手动供水和自动供水。按下手动供水按钮或者自动供水按钮，即进入了运行监控画面。返回按钮，返回至欢迎界面。供水方式画面如图3.2.2所示。 图3.2.2供水方式画面
3.2.3 运行监控画面
本系统利用WinCC Flexible设计了触摸屏，从而实现了过程监控层的功能，完成了对整个供水系统的运行状态的监控。在遇到故障或者报警时，帮助定义故障点，解除报警，文护供水系统的稳定性，最大程度提高水泵利用率，减少能耗。从图3.2.3中可以看到系统设计有当前供水方式的显示：自动运行时系统在PLC程序控制下运行；手动运行时可以分别控制三台水泵的启/停。同时画面中分别显示三台水泵的频率、电流、转速，变频器拖动电机的情况（分别拖动1#、2#、3#水泵运行），以及管网水压和压力设定值的显示，报警消息文本的显示。三个按钮“1#趋势、2#趋势、3#趋势”分别链接三台水泵的趋势显示图。返回按钮，返回至供水方式界面。