Wdrożenie systemu HMI/SCADA ifix w Oczyszczalni Ścieków w Augustowie

Transkrypt

1 Wdrożenie systemu HMI/SCADA ifix w Oczyszczalni Ścieków w Augustowie Miejsce wdrożenia Oprogramowanie HMI/SCADA ifix zostało wdrożone w oczyszczalni ścieków, będącej zakładem Wodociągów i Kanalizacji Miejskiej Sp. z o.o. w Augustowie. Cel wdrożenia Zadania postawione przed wdrażanym systemem: stworzenie jednolitego i pełnego systemu raportowania pracy oczyszczalni, monitorowanie i sterowanie podstawowymi parametrami technologicznymi oczyszczalni w czasie rzeczywistym: przepływy technologiczne, zawartość tlenu w komorach nitryfikacji, zawartość osadu, utrzymanie właściwego poziomu REDOX, redukcja kosztów remontów i wymiany podzespołów, możliwość rozbudowy funkcjonalności i rozwijania programu do nadzoru procesu technologicznego, wyeliminowanie potrzeby ręcznego 24 godzinnego sterowania procesem technologicznym (realizowanego przez pracowników). Wodociągi i Kanalizacje Miejskie Sp. z o.o. w Augustowie Oczyszczalnia ścieków będąca zakładem Spółki, zlokalizowana jest w południowej części miasta. Odbiera ona ścieki z terenu miasta Augustowa i okolicznych wsi. Wybudowana i uruchomiona została w 1984 roku, a zmodernizowana w latach Jest to oczyszczalnia mechanicznobiologiczno-chemiczna, z wykorzystaniem technologii osadu czynnego, której maksymalna wydajność zabudowanych urządzeń pozwala na przyjęcie ścieków w ilości Qdmax= m 3/d. Oczyszczone ścieki odprowadzane są do rzeki Netty. Augustów jest ośrodkiem uzdrowiskowym o unikalnych walorach przyrodniczych, krajobrazowych i kulturowych, położonym w północno-wschodniej Polsce, w strefie Zielonych Płuc Polski. Dlatego też prowadzone są ciągłe działania inwestycyjne, przystosowujące obiekty i urządzenia SUW i oczyszczalni ścieków do obowiązujących przepisów prawnych i rygorystycznych norm w zakresie ochrony środowiska naturalnego. oczyszczanie ścieków

2 Sytuacja przed wdrożeniem Istniejący system nadzoru procesu technologicznego napisany w Turbo Pascalu, komunikował się ze sterownikami za pomocą wieloportowej karty RS 485. Odczyt i zapis informacji ze sterowników odbywał się sekwencyjnie. Z powodu dużych czasów opóźnień (wynikających z metody komunikacji), kontrola poziomu tlenu w komorach nitryfikacji nie była możliwa w założonym przedziale parametrów 2 mg/l. Częste włączanie przekaźników sterujących pracą dmuchaw powodowało ich systematyczne awarie i generowanie kosztów (przekaźniki 3 fazowe 40KW). Przepływy technologiczne na zaworach KP1-KP4 nie były realizowane w pętli sprzężenia zwrotnego. Zanim informacja o założonym przepływie dotarła do komputera, zawór był całkowicie otwarty, a przepływ zbyt duży następowała zatem konieczność zamknięcia zaworu. Informacja o całkowitym zamknięciu i zatrzymaniu przepływu docierała zbyt późno komputer zatem przystępował do otwierania zaworu. I tak w pętli. Sterowanie odbywało się ręcznie (pracownik ustawiał właściwy kąt otwarcia w wyniku metody kolejnych przybliżeń). Brak dokumentacji do programu monitorującego uniemożliwiał zmianę czy modernizację monitoringu procesu. Szczątkowa forma raportowania była przyczyną dodatkowej czasochłonnej pracy ludzi przygotowujących dane statystyczne. Stacja uzdatniania wody hala pomp Dmuchawy

3 Schemat instalacji stacja operatorska HMI/SCADA ifix 5.8 PL RS-232 konwerter RS-485 PROFIBUS PLC 1 PLC 2 PLC 3 PLC 4 PLC 5 PLC 6 PLC 7 PLC 8 zlewnia MODBUS PLC MITSUBISHI falowniki szafy sterownicze szafy sterownicze URZĄDZENIA ELEKTRYCZNE OCZYSZCZALNI

4 Zakres wdrożenia i jego przebieg Wdrożenie było dwuetapowe: Etap I: Realizowany w 2007 roku, obejmował wymianę oprogramowania nadzorującego na Proficy SCADA ifix Standard 900 I/O Runtime 3.5 PL, sterowników Siemens na serię obecnie produkowaną (CPU224), modernizację oprogramowania sterowników i wymianę medium komunikacyjnego na ProfiBus (komunikacja ze sterownikami odbywa się za pomocą jednego portu komunikacyjnego). Etap I modernizacji trwał ok. 6 miesięcy i pracowały przy tym 4 osoby. Całość starego projektu została przeniesiona do ifix-a. Etap II: Realizowany w latach obejmował aktualizację systemu operacyjnego komputera sterującego procesem technologicznym (Windows 7 SP1 64b), aktualizację oprogramowania ifix SCADA do wersji 5.8 PL, zastosowanie do sterowania dmuchawami falowników i przepustnic, wymianę okablowania sterującego i energetycznego, wizualizację i sterownie nowymi elementami w programie do nadzoru. Trwał ok. 6 miesięcy, przy modernizacji było zaangażowanych kilkanaście osób (od strony modernizacji i aktualizacji oprogramowania 2 osoby). System obecnie jest wykorzystywany przez pracowników oczyszczalni do całodobowego nadzoru i sterowania procesem technologicznym, przez pracowników laboratorium i kierownictwo do raportowania (wykresy trendów dobowych i miesięcznych) oraz kontroli podstawowych parametrów ścieków i wody oczyszczonej (tlen, REDOX, osad, zawartość fosforu itp.). Trudności i funkcje realizowane przez system: problemem była migracja starszej wersji oprogramowania do sterowników do wersji obecnej i zmiana sposobu komunikacji ze sterownikami. System obecnie realizuje wszystkie założone na etapie planowania funkcje. Został osiągnięty główny cel wdrożenia automatyczne utrzymywanie w założonym zakresie podstawowych parametrów procesu technologicznego (tlen, osad, zawartość zanieczyszczeń). Znaczne ograniczenie awarii i przestojów w pracy dmuchaw napowietrzających komory nitryfikacji poprzez zastosowanie falowników (ok. 70%). Sterowanie dmuchawami i przepustnicami dmuchaw z poziomu programu do nadzoru. Pełne raportowanie wszystkich trendów gromadzonych przez sterowniki. Niestandardowe rozwiązanie: do sterowania falownikami wykorzystywany jest sterownik Mitsubishi który protokołem ModBus komunikuje się ze sterownikiem Siemensa (CPU224CP dwuportowym). Za pomocą tego połączenia realizowana jest komunikacja dwustronna, umożliwiająca pełną kontrolę pracy falowników oraz sterownie przepustnicami tlenu w sytuacji awarii systemu Mitsubishi. Wymagało to ręcznego oprogramowania zarówno po stronie sterownika Mitsubishi jak i od strony Siemensa, komunikacji i wizualizowania tego od strony oprogramowania ifix-a. Całość wdrożenia i modernizacji wyniosła ponad 1,5 miliona złotych (zakres modernizacji sterowników i oprogramowania 200 tys. złotych). Pompownia Wysoka niezawodność sprawdzona w ponad zakładów produkcyjnych na całym świecie Od 25 lat na polskim rynku Polska wersja językowa Podtrzymanie pracy systemu w przypadku awarii dzięki zaawansowanej technologii redundacji Duża elastyczność dzięki wbudowanemu językowi skryptowemu i technologii.net Szybkie wdrożenie i łatwa integracja (MES, Workflow i ERP) Sprawdzona komunikacja z większością urządzeń automatyki

5 Wypowiedzi osób odpowiedzialnych za wdrożenie System HMI/SCADA ifix zapewnia nam kontrolę procesu technologicznego oczyszczania ścieków z wykorzystaniem osadu czynnego. Dzięki oprogramowaniu mamy pełny wgląd do zmiennych typu: gęstość osadu, zawartość tlenów, zakres otwarcia przepustnic napowietrzania, czy wielkość Redox komór denitryfikacji. Kadra operatorska jest w stanie uruchomić procedury kontrolno pomiarowe procesu oczyszczania ścieków komunalnych. Za pośrednictwem utworzonych w systemie kontrolek jesteśmy w stanie zdalnie zarządzać i sterować pracą poszczególnych sekcji oczyszczalni, przez co posiadamy zdalny wpływ na przebieg procesu technologicznego bez narażania i zagrożenia dla człowieka. Człon raportowania służy nam do bilansu i rozliczeń pracy oczyszczalni, zaś trendy zapewniają nam analizę zdarzeń występujących awarii i zagrożeń powstałych w wyniku zmian gospodarki ściekowej. Tomasz Wojszko Prezes Zarządu Spółki Wodociągi i Kanalizacje Miejskie Spółka z o.o. w Augustowie Wykres poziomu tlenu Główne okno procesu technologicznego

6 Jakie korzyści dla zakładu wynikają z przeprowadzonego wdrożenia? Eliminacja najczęstszych przyczyn awarii i przestojów (praca dmuchaw) Umożliwienie pełnego raportowania wszystkich trendów gromadzonych przez sterowniki Kontrola czasu pracy wszystkich pomp oczyszczalni Budynek Zakładu Reaktory * Znak GE Digital 2016 VIX Automation sp. z o.o. Wszelkie prawa zastrzeżone. Wszelkie nazwy i znaki zastrzeżone są własnością ich prawnych właścicieli. VIX Automation sp. z o.o. Autoryzowany Dystrybutor GE Digital Siemianowicka 5a, Katowice tel.: , fax: , vix@vix.com.pl