WYTYCZNE DO SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA Temat: Branża: Obiekt: Modernizacja instalacji elektrycznej, oraz systemu automatyki, sterowania i pomiarów. Elektryczna i AKPiA Stacja Uzdatniania Wody Suchy Grunt Zleceniodawca: Zakład Usług Komunalnych w Szczucinie 33-230 Szczucin, Wola Szczucińska 142 Wykonawca: TMS ELECTRONICS 53-009 WROCŁAW, ul. Ożynowa 24 kwiecień 2014 r.
1. Wstęp. 1.1. Przedmiot opracowania Przedmiotem niniejszego opracowania jest opracowanie materiałów wyjściowych do stworzenia Specyfikacji Istotnych Warunków Zamówienia dla potrzeb modernizacji instalacji elektrycznych i systemu AKPiA Stacji Uzdatniania Wody Suchy Grunt. 1.2. Podstawa opracowania Materiały opracowano na podstawie: zlecenia z dnia 26/02/2014, dokumentacja projektowa z września 2012, dokumentacji kosztorysowej z kwietnia 2013 Wymagań przedstawiciela zleceniodawcy Dyrektora ZUK Szczucin 2. Opis procesu technologicznego SUW Suchy Grunt 2.1. Stan istniejący. Stacja Uzdatniania Wody Suchy Grunt pracuje w trzystopniowym układzie pompowania wody. Woda surowa ze studni głębinowych (6 szt.) pompowana jest do napowietrzalni, w której następuje natlenianie za pomocą wentylatorów, a następnie jest kierowana do zbiorników reakcji, gdzie dodawana jest woda wapienna w celu m in. redukcji agresywnego dwutlenku węgla. Woda ze zbiorników reakcji za pomocą pomp pośrednich (4 szt.) tłoczona jest na filtry (4 szt.). Przefiltrowana woda, poddana dezynfekcji podchlorynem sodu kierowana jest do zbiornika wody czystej. Ze zbiornika wody czystej pompy II stopnia tłoczą wodę do zbiorników wieżowych. Powstałe w wyniku płukania filtrów popłuczyny kierowane są grawitacyjnie do osadnika popłuczyn skąd są spuszczane po ustalonym czasie sedymentacji. 2.2. Stan docelowy. Nie przewiduje się większych zmian w procesie technologii uzdatniania wody, za wyjątkiem wprowadzenia pełnej automatyzacji procesu uzdatniania umożliwiającego całkowicie bezobsługową pracę Stacji. 3. Opis instalacji elektrycznych, systemu automatyki i pomiarów SUW Suchy Grunt 3.1. Stan istniejący - sprzęt. Zbudowana w 1993 roku stacja SUW Suchy Grunt produkuje wodę dla gminy Szczucin. Woda pozyskiwana jest z ujęć głębinowych znajdujących się w odległości ok. 2 km od stacji. Sterowanie ujęć odbywa się drogą radiową za pomocą analogowego systemu transmisji danych. Wykorzystuje on kanał radiowy którym przesyłane są rozkazy załączenia poszczególnych studni
a także przesyłane są do SUW sygnały potwierdzające prace studni jak i sygnały suchobiegu. Obecnie cały proces uzdatniania wody, filtrowania i dystrybucji zarządzany jest z szafy sterowniczej znajdującej się w budynku stacji. Jest to konstrukcja dwuszafowa w której procesem uzdatniania steruje starego typu sterownik mikroprocesorowy, który z racji braku możliwości serwisowania musi być wymieniony. Woda uzdatniona kierowana jest do zbiorników retencyjnych w m. Szczucin. Napełnianie zbiorników odbywa się w oparciu o ten sam kanał radiowy, którym sterowane są studnie głębinowe. Proces pozyskiwania wody z ujęć, uzdatniania a także magazynowania w zbiornikach Szczucin widoczny jest na prostej tablicy synoptycznej na elewacji szafy sterowniczej. 3.2. Stan istniejący - oprogramowanie. Oprogramowanie sterownika mikroprocesorowego powstało w 1993 roku, jest obecnie przestarzałe i mimo że zawiera algorytmy sterowania stacją, to brak jest możliwości modyfikacji i modernizacji tego oprogramowania. 3.3. Stan istniejący - komunikacja. W istniejącym systemie AKPiA brak jest zaawansowanych rozwiązań komunikacyjnych. Istniejąca, analogowa sieć komunikacji radiowej pomiędzy studniami głębinowymi a SUW oraz pomiędzy zbiornikami retencyjnymi a SUW jest obecnie przestarzała i niewydolna. 3.4. Stan istniejący instalacje elektryczne. Istniejący sposób zasilania urządzeń Stacji to system TNC, obecnie niezgodny z obowiązującymi normami branżowymi, brak zabezpieczeń różnicowo-prądowych na obiekcie. Dotyczy to zarówno instalacji zasilającej i sterowniczej, jak również instalacji oświetleniowej i gniazd zasilających. 4. Planowany pożądany docelowo system zasilania i akpia SUW Suchy Grunt 4.1. Oczekiwany cel modernizacji systemu zasilania i akpia Planowana modernizacja instalacji elektrycznych SUW Suchy Grunt ma na celu dostosowanie instalacji elektrycznych Stacji do stanu zgodnego z obecnie obowiązującymi normami branżowymi, czyli zmianę sposobu zasilania urządzeń stacji z istniejącego TNS na TNC-S. Planowana modernizacja systemu akpia SUW Suchy Grunt ma na celu w możliwie
najwyższym stopniu ograniczenie zaangażowania obsługi w proces produkcji wody, a najlepiej zapewnienie bezobsługowej pracy stacji. 4.2. Oczekiwany stan docelowy instalacje elektryczne Dla celów wymienionych powyżej zakłada się: Wymianę szafy zasilająco sterowniczej, w której nastąpi rozdzielenie szyn N i PE oraz zabudowanie wyłączników różnicowo-prądowych dla wszystkich obwodów zasilania i sterowania Stacji Obwodowe rozłączenie N i PE w gniazdach i oświetleniu Stacji Wymianę wszystkich kabli dwużyłowych na trzyżyłowe dla obwodów jednofazowych, a dla obwodów trójfazowych na kable pięciożyłowe Wymianę kabli zasilających falownik zestawu sieciowego na kable ekranowane 4.3. Oczekiwany stan docelowy sprzęt akpia Dla realizacji celów wymienionych powyżej zakłada się: wymianę sterownika PLC, a co za tym idzie wymianę całej szafy sterowniczej na hali filtrów. Istniejące (lub nowe) okablowanie obiektowe należy przyłączyć do nowej szafy. Na elewacji nowej szafy, oprócz standardowych przełączników rodzaju pracy napędów zabudowany będzie graficzny panel operatorski umożliwiający podgląd i wprowadzanie nastaw technologicznych w przypadku awarii komputera stacji operatorskiej Uzupełnienie instalacji o komputer stacji operatorskiej, na którym zainstalowany będzie system SCADA do wizualizacji i archiwizacji procesu technologicznego SUW. Zbudowanie połączenia pomiędzy sterownikiem PLC a komputerem stacji operatorskiej w oparciu o sieć transmisji szeregowej Uzupełnienie instalacji na ujęciach o szafkę sterowniczą współpracującą z istniejącymi torami siłowymi, wyposażoną w sterownik PLC i cyfrowy radiomodem do transmisji danych o stanie studni Uzupełnienie instalacji na zbiorniku wieżowym o szafkę sterowniczą wyposażoną w sterownik PLC i cyfrowy radiomodem do transmisji danych o poziomach w zbiornikach i otwarciu włazów Zbudowanie sieci cyfrowej łączności radiomodemowej obejmującej zbiorniki wieżowe i ujęcia, mającej na celu cyfrowe przekazywanie informacji o pracy studni głębinowych, poziomach w zbiornikach. Zbudowanie takiej sieci łączności wymaga wykonania projektu łączności radiowej i zatwierdzeniu go przez Urząd Komunikacji Elektronicznej w ramach standardowej procedury. 4.4. Oczekiwany stan docelowy - pomiary Dla realizacji zamierzonych celów zakłada się:
Uzupełnienie instalacji o analogowy odczyt poziomów wody w zbiornikach wieżowych, w zbiornikach reakcji i w zbiornikach wody uzdatnionej SUW oraz pomiar ciśnienia na wyjściu zestawu sieciowego w SUW. Odczyt pomiarów przez sterownik PLC odbywać się będzie za pomocą sygnałów 4-20mA. Wszystkie pozostałe pomiary poziomu odbywać się będą w sposób dyskretny, za pomocą sond hydrostatycznych przyłączonych do wejść binarnych sterowników PLC. 4.5. Oczekiwany stan docelowy - oprogramowanie W związku z tym, że planowana jest wymiana starego sterownika PLC na nowy otwiera się możliwość wykonania nowego oprogramowania sterownika w taki sposób, aby zaimplementowane oprogramowanie spełniało oczekiwania inwestora odnośnie bezobsługowej pracy SUW, a w szczególności: Umożliwiało w pełni automatyczne sterowanie studniami głębinowymi w zależności od poziomu wody w zbiorniku wody czystej z uwzględnieniem zadanych zwłok czasowych, minimalnych czasów postoju, przełączania studni w przypadku awarii pompy, itp. Umożliwiało automatyczne sterowanie napowietrzaniem Zapewniało automatyczne dozowanie wody wapiennej w zależności od pracy ujęć Zapewniało w pełni automatyczną pracę pomp pośrednich uwzględnieniem kaskadowej pracy pomp Zapewniało w pełni automatyczny proces płukania każdego z filtrów w zależności od zadanych parametrów czasowych. Proces płukania filtrów musi być skoordynowany ze stanem osadnika popłuczyn z uwzględnieniem czasu sedymentacji Zapewniało automatyczne dozowanie podchlorynu sodu w zależności od pracy pomp pośrednich Zapewniało automatyczną pracę osadnika popłuczyn z uwzględnieniem czasu sedymentacji Zapewniało automatyczną pracę pomp sieciowych w zależności od poziomów w zbiornikach wieżowych Zapewniało przekazywanie do systemu SCADA wszystkich informacji spływających z obiektu w celu ich archiwizacji i rejestrowania stanów awaryjnych (awarie napędów i pomiarów, naruszenia włazów na zbiornikach, poziomy awaryjne, itp.). Zasadą powinno być to, że każdy sygnał dociera do systemu SCADA za pośrednictwem sterownika PLC Zakłada się zbudowanie systemu SCADA i stworzenie nowej aplikacji wizualizacyjnej współpracującej z nowym sterownikiem PLC. Aplikacja powinna umożliwiać za pośrednictwem nowego sterownika PLC odczyt i wizualizację wszystkich sygnałów z SUW i obiektów towarzyszących (ujęcia, zbiorniki wieżowe), ich archiwizację, raportowanie i alarmowanie.
4.6. Oczekiwany stan docelowy - komunikacja Zakłada się stworzenie w terenie sieci komunikacji radiomodemowej opartej na cyfrowych radiomodemach pracujących na jednej częstotliwości z systemem rozwiązywania konfliktów w sieci. Sieć radiomodemowa obejmowałaby ujęcia głębinowe, zbiornik wieżowy i SUW Suchy Grunt i zapewniałaby: Zdalny odczyt stanu pracy studni Zdalne przekazywanie informacji o otwarciu włazów w zbiornikach wieżowych Zdalne przekazywanie informacji o poziomach w zbiornikach wieżowych W przyszłości, sieć ta może służyć do zbierania danych z innych, nowych lub istniejących obiektów w terenie (Stacje Uzdatniania, przepompownie) i przekazywania ich do dyspozytorni SUW lub gdzie indziej Dla zapewnienia połączenia pomiędzy sterownikiem PLC a komputerem stacji dyspozytorskiej należy zbudować pomiędzy nimi łącze szeregowe z uwzględnieniem istniejących przepustów i kanałów kablowych 4.7. Oczekiwany stan docelowy kompatybilność oprogramowania i sprzętu Przy doborze sprzętu i oprogramowania dla SUW Suchy Grunt należy, zgodnie z oczekiwaniami inwestora, przestrzegać następujących zaleceń: Sterowniki PLC powinny być sterownikami powszechnie dostępnymi i powszechnie używanymi na rynku polskim i światowym, o bardzo dobrze rozwiniętej sieci sprzedaży i serwisu i posiadającymi powszechnie dostępne oprogramowanie narzędziowe. Wyklucza się stosowanie rozwiązań jednostkowych, prototypowych, itp. Oprogramowanie SCADA powinno być powszechnie dostępne i używane na rynku polskim i światowym, o bardzo dobrze rozwiniętej sieci sprzedaży i wsparcia technicznego dla programistów. Szczegółowe wymagania zawiera załącznik nr 1 - Specyfikacja Techniczna Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych ST-13 SUW Suchy Grunt 5. Załączniki 1. Specyfikacja Techniczna Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych ST-13 SUW Suchy Grunt Opracował: Tomasz Śmiechowicz, 11-04-2014