水环式真空泵硬件设计本研究采用“三级传动”的控制模式，即将PLC与上位机相结合。其中上位机提供了实验软件系统的开发平台，主要根据实验要求，水环式真空泵通过编程和组态来控制PLC。PLC作为水环真空泵节能控制装置的核心控制器，实现程序中各种量的计算与控制。硬件系统接线图如图3所示，PLC采用西门子公司的CPU226S7-200型，通过PLC的2个数字量输出端口来控制继电器的得电与失电，从而实现对电机启停的控制;同时通过PLC的2个数字量输入端口来反馈变频器运行状态。
控制模块采用SM231和SM232型，通过2个模拟量输入和2个模拟量输出，实现对水环真空泵变频器功率和实际真空度的采集，对水泵变频器和真空泵变频器的频率控制。连接模拟量的线采用带有屏蔽层的电缆，以免造成信号的干扰，影响测量精度。水泵变频器和真空泵变频器均采用ABB公司生产的ACS800型，二者通过输入端子实现变频器速度给定，三相输出端子实现对电机的控制，同时启动联锁，其中真空泵变频器通过输出端子实现功率反馈。由真空泵抽率公式S=Q/P1可以看出，当真空系统漏气率Q恒定时，机械泵有效抽速S与需要达到的预真空度P1呈反比例关系。P1越小，需要机械泵的有效抽率越大。
