①分析问题。

根据已知的工艺要求，分析结论如下。

a.主电动机的速度要求可调，所以应选择变频器。

b.系统要求有卡死设备时，系统能及时保护。当载荷超过一定数值时（特别是电动机卡死时），电流急剧上升，当电流达到一定数值时即可判定电动机是卡死的，而电动机的电流是可以测量的。

因为使用了变频器，变频器可以测量电动机的瞬时电流，这个瞬时电流值可以用通信的方式获得。

c.很显然这个系统需要一个控制器，PLC、单片机系统都是可选的，但单片机系统的开发周期长，单件开发并不合算，因此选用PLC控制，由于本系统并不复杂，所以小型PLC即可满足要求。

d.冷却水的堵塞和缺水可以用压力判断，当水压力超过一定数值时，视为冷却水堵塞，当压力低于一定的压力时，视为缺水，压力一般要用压力传感器测量，温度由温度传感器测量。因此，PLC系统要配置模拟量模块。

e.要求水温和压力可以显示，所以需要触摸屏或者其他设备显示。

②硬件系统集成。

a.硬件选型。

•小型PLC都可作为备选，由于西门子S7-200 SMART系列PLC通信功能较强，而且性价比较高，所以初步确定选择S7-200 SMART系列PLC，因为PLC要和变频器通信占用一个通信口，和触摸屏通信也要占用一个通信口，CPU SR20 有一个编程口（PN），用于下载程序和与触摸屏通信，另一个串口则可以作为USS通信用。

由于压力变送器和温度变送器的信号都是电流信号，所以要考虑使用专用的AD模块，两路信号使用EMAI4是适当的选择。由于CPU SR20的I/O点数合适，所以选择CPU SR20。

•MM440是一款功能比较强大的变频器，价格适中，可以与S7-200 SMART很方便地进行USS通信，所以选择MM440变频器。触摸屏选择西门子的Smart 700 IE。

b.系统的软硬件配置。

•1台CPU SR20。•

1台EM AE04。

•1台Smart 700IE触摸屏。

•1台MM440变频器。

•1台压力传感器（含变送器）。

•1台温度传感器（含变送器）。

•1套STEP7-MicroWin SMART V1.0。

•1套WINCC FLEXIBLE 2008 SP4。

c.原理图。系统的原理图如图4-1所示。

d.变频器参数设定。变频器的参数设定见表4-2。