水处理控制系统系列：Schneider Electric WWD_（10）.案例研究与实践应用.docx

PAGE1

PAGE1

案例研究与实践应用

1.案例研究：城市自来水厂的自动化控制系统

1.1案例背景

城市自来水厂是保障城市居民用水安全和质量的重要设施。随着城市化进程的加快，对自来水厂的自动化控制需求日益增加。SchneiderElectricWWD系列水处理控制系统在多个城市自来水厂中得到了广泛应用，显著提高了水处理的效率和安全性。本节将通过一个实际案例，详细介绍如何在城市自来水厂中应用SchneiderEcoStruxureWaterandWastewater平台，实现自动化控制。

1.2系统架构

1.2.1硬件配置

PLC（可编程逻辑控制器）：采用SchneiderElectric的ModiconM580系列PLC，负责现场设备的实时监控和控制。

HMI（人机界面）：使用SchneiderElectric的UnityPro软件开发HMI界面，方便操作人员监控和控制整个水处理过程。

SCADA（数据采集与监控系统）：通过SchneiderEcoStruxureSCADAOperation软件，实现数据的集中采集、处理和显示。

远程IO模块：用于连接现场的各种传感器和执行器，实现数据的远程采集和控制。

网络设备：包括以太网交换机、路由器等，确保数据的高效传输。

1.2.2软件配置

UnityPro：用于PLC编程和HMI界面开发。

EcoStruxureSCADAOperation：用于SCADA系统的配置和管理。

EcoStruxureWonderware：用于高级数据处理和报警管理。

EcoStruxurePowerSCADAOperation：用于电力监控和管理。

1.3系统功能

1.3.1数据采集与监控

通过远程IO模块，系统可以实时采集现场的各种传感器数据，包括水压、流量、水质等。这些数据通过以太网传输到SCADA系统，操作人员可以通过HMI界面实时监控这些数据。

1.3.2过程控制

PLC根据预设的控制逻辑，实时调整现场设备的运行状态，如水泵的启停、阀门的开闭等。控制逻辑可以通过UnityPro软件进行编程和调试。

1.3.3故障诊断与报警

系统具有完善的故障诊断功能，当检测到异常数据或设备故障时，会通过HMI界面和报警系统及时通知操作人员。报警信息可以通过EcoStruxureWonderware进行管理和记录。

1.3.4数据分析与优化

通过EcoStruxureSCADAOperation和EcoStruxureWonderware，系统可以对采集到的数据进行分析，生成各种报表和图表，帮助操作人员优化水处理过程。

1.4实践应用

1.4.1水压控制

1.4.1.1控制逻辑

水压控制是自来水厂自动化控制的重要部分。PLC通过采集水压传感器的数据，实时调整水泵的运行状态，确保水压在设定范围内。

//UnityProPLC编程示例

//定义输入和输出变量

INPUT:

floatwaterPressure;//当前水压

floatsetPoint;//设定水压

OUTPUT:

boolpumpOn;//水泵启动状态

//控制逻辑

if(waterPressuresetPoint-0.5){

pumpOn=true;//当水压低于设定值0.5时，启动水泵

}elseif(waterPressuresetPoint+0.5){

pumpOn=false;//当水压高于设定值0.5时，停止水泵

}else{

pumpOn=pumpOn;//当水压在设定范围内时，保持水泵当前状态

}

1.4.2水质监测

1.4.2.1数据采集

水质监测系统通过安装在不同位置的水质传感器，实时采集水质数据，包括pH值、浊度、余氯等。这些数据通过远程IO模块传输到PLC，再由PLC传输到SCADA系统。

//UnityProPLC编程示例

//定义输入变量

INPUT:

floatpHValue;//pH值

floatturbidity;//浊度

floatresidualChlorine;//余氯

//将数据传输到SCADA系统

SCADA.SendData(pHValue,turbidity,residualChlorine);

1.4.3系统集成与调试

1.4.3.1系统集成

系统集成是将各个子系统（如PLC、HMI、SCADA