SUW PIOTROWICE MAŁE gm. NAŁĘCZÓW MODERNIZACJA BRANŻY AKPiA Przedmiot opracowania. Przedmiotem opracowania jest projekt modernizacji układów zasilającosterowniczych branży AKPiA modernizowanej stacji uzdatniania wody w miejscowości Piotrowice Małe gm. Nałęczów Etap I. Modernizacja swoim zakresem wykonywanych prac nie uwzględnia rozbudowy rozdzielni głównej uwzględniając przy tym rezerwowy układ zasilania z agregatu prądotwórczego, połączeń wyrównawczych, obwodów siłowych, w osobnym opracowaniu. Zakres opracowania. Opracowanie dla etapu I swoim zakresem obejmuje: - Modernizację rozdzielnicy zasilająco-sterowniczej RT części technologicznej SUW, - Modernizację rozdzielnicy zasilająco-sterowniczej ZH - zestawu hydroforowego, - Monitoring obiektu. Rozdzielnice elektryczne Przewiduje się modernizację istniejącej stacji uzdatniania wody o kolejne filtry oraz ujęcie studni głębinowej. W celu wzajemnej korelacji istniejących i dokładanych podzespołów przewiduje się wymianę (modernizację) istniejącej rozdzielnicy RT części technologicznej. Nowa rozdzielnica RT przejmie dotychczasowe zadania starej rozdzielnicy.
Rozdzielnica RT Rozdzielnica RT będzie wykonana ze stali malowanej proszkowo montowana wewnątrz budynku o stopniu ochrony IP54, w której znajdować się będą elementy niezbędne do zasilania urządzeń technologicznych stacji wraz z zabezpieczeniami, sterownik programowalny PLC z modułami wejść i wyjść (binarnych, analogowych), przetworniki pomiarowe. Zainstalowany sterownik PLC np. Siemens S7-1200 będzie odpowiedzialny za pracę urządzeń zgodnie z przyjętym algorytmem części technologicznej pracy stacji. Rozdzielnica RT będzie zasilała następujące urządzenia: - Pompę głębinową PG1 i PG2 7,5kW, - Dmuchawę 7,5kW, - Pompę płuczącą 4,0kW - Sprężarkę 2,2kW - Obwody potrzeb własnych AKPiA. Układ sterowania pompami głębinowymi: Pompy głębinowe będą sterowane w dwóch trybach: ręcznym z wykorzystaniem przycisków sterowniczych (między innymi dla potrzeb konserwacyjno-remontowych) oraz automatycznym poprzez wykorzystanie algorytmu sterownika PLC (w zależności od poziomu w zbiorniku retencyjnym). Poziomy załączania i wyłączania zostały zawarte w części technologicznej projektu. Wodomierze z nadajnikami impulsowymi zamontowane na kolektorach tłocznych pomp umożliwiają pomiar przepływu wody surowej. Załączenie pomp ma odbywać się w trybie automatycznym po opadnięciu lustra wody do poziomu wprowadzonego jako załączenie pompy. Wyłączenie pracującej pompy następować ma po podniesieniu lustra wody do poziomu wyłączenia. Sterownik zapewniać ma naprzemienną prace z blokadą pracy równoległej pomp. 2
Układ dozowania podchlorynu sodu: W skład układu wchodzi jedna stacja dozująca podchloryn sodu, która będzie załączana w trybie pracy automatycznej wraz z pracą pomp głębinowych PG1 i PG2 (impulsowanie z wodomierzy). Układ dozowania podchlorynu sodu można załączyć także w trybie ręcznym poprzez wykorzystanie przełącznika piórkowego trzypołożeniowego R-0-A (Tryb Ręczny-0- Automatyczny). Układ sterowania sprężarką powietrza: Do napowietrzania wody w procesie technologicznym przewidziano sprężarkę pracującą z własnym zbiornikiem wyrównawczym powietrza. Układ także wyposażony jest w elektrozawór załączający się w trybie ręcznym oraz automatycznym w przypadku wystąpienia niskiego ciśnienia w układzie pneumatyki. Układ płukania filtrów: Praca dmuchawy i pompy płuczącej realizowana jest w trybie pracy ręcznej. Układ sygnalizacji wody na zbiornikach. Wykorzystany zostanie istniejący układ pomiarowy w którego skład wchodzą czujniki konduktometryczne zamontowane przy ściankach zbiornika. Sygnały z czujników przekazane na sterownik PLC umożliwiają automatyczne sterowanie naprzemienną pracą pomp głębinowych PG1 i PG2 oraz informują o stanach alarmowych (poziom minimalny, poziom maksymalny) w zbiorniku wyrównawczym. Algorytm sterownia RT Stacja uzdatniania wody będzie pracować w dwóch trybach : ręcznym i automatycznym. W trybie ręcznym praca urządzeń będzie wymuszona przez operatora rozdzielnicy sterowniczej (załączenie dmuchawy, pompy płuczącej, przepustnic filtrów itp.) W trybie automatycznym pompy głębinowe PG1 i PG2 będą pracowały w funkcji napełniania zbiornika wyrównawczego zgodnie z algorytmem w sterowniku PLC. Do poprawnego funkcjonowania układu automatyki na sterownik należy wprowadzić następujące sygnały: - Poprawność zasilania, 3
- Praca pomp głębinowych, - Awaria pomp głębinowych, - Praca dmuchawy, - Awaria dmuchawy, - Praca pompy płuczącej, - Awaria pompy płuczącej, - Awaria sprężarki, - Impulsy z wodomierzy, - Stacyjka (uzbrojenie/rozbrojenie obiektu), - Sygnał otwarcia drzwi budynku, Sygnały sterujące ze sterownika: - Załącz/wyłącz pompę głębinową PG1, - Załącz/wyłącz pompę głębinową PG2, - Otwórz/zamknij elektrozawór sprężarki, - Awaria zbiorcza. Rozdzielnica zestawu hydroforowego ZH Rozdzielnica ZH będzie wykonana ze stali malowanej proszkowo montowana wewnątrz budynku o stopniu ochrony IP54, w której znajdować się będą elementy niezbędne do zasilania urządzeń zestawu hydroforowego wraz z zabezpieczeniami, sterownik programowalny PLC, przetwornica częstotliwości, przetworniki pomiarowe (ciśnienia, suchobiegu). Zestaw przeznaczony jest do tłoczenia wody czystej oraz podwyższania ciśnienia w sieci. Podstawowe funkcję zestawu : - Automatyczna zamiana pomp pracujących (zapewnienie równej liczby godzin pracy każdej pompy), - Rozdzielnica sterująca realizuje tzw. funkcję falownika nadążnego co umożliwia jednakowe zużycie pomp oraz ogranicza uderzenia hydrauliczne. 4
Algorytm sterowania ZH Pracą zestawu można sterować ręcznie za pomocą przełączników umieszczonych na drzwiach rozdzielnicy lub automatycznie z wykorzystaniem sterownika PLC. Dla zapewnienia ekonomicznej, niezawodnej i płynnej pracy zestawu hydroforowego, system wyposażony jest w falownik z filtrem RFI. Służy on do regulacji prędkości obrotowej pompy w celu utrzymania stałego ciśnienia w sieci niezależnie od wielkości rozbioru. Jest to najbardziej uzasadniony ekonomicznie sposób regulacji wydajności zestawu hydroforowego. Układ pracuje w funkcji ciśnienia mierzonego w kolektorze tłocznym. Sygnał z analogowego przetwornika ciśnienia jest przekazywany do sterownika, gdzie jest porównywany z sygnałem ciśnienia zadanego. Gdy ciśnienie mierzone jest mniejsze od zadanego, a obroty pompy są niższe od nominalnych, wtedy sterownik reguluje pracę falownika, zwiększa prędkość obrotową pompy, podnosząc ciśnienie i wydajność. Jeżeli pompa osiągnie prędkość nominalną a ciśnienie wciąż jest niższe od zadanego wtedy sterownik przełącza pompę pracującą z falownikiem bezpośrednio na zasilanie z sieci a za pomocą falownika uruchomiona zostaje kolejna pompa sieciowa. Gdy ciśnienie rośnie (malejący rozbiór) proces sterowania wyłącza kolejne napędy sterowane z sieci a ciśnienie stabilizowane jest pompą zasilaną z falownika. Dla zabezpieczenia pompy przed pracą na sucho stosuje się czujnik obecności wody w kolektorze ssawnym. W przypadku braku wody powoduje on wyłączenie pomp. Wizualizacja Na rozdzielnicach RT i ZH umieszczone zostaną kontrolki sygnalizacyjne (dodatkowo rozdzielnica ZH wyposażona będzie w panel operatorski od sterownika OPLC) które będą informowały operatora o najważniejszych stanach układu technologicznego, takich jak: - brak zasilania, - praca pomp głębinowych, sieciowych, dmuchawy, pompy płuczącej - awaria pomp głębinowych, sieciowych, dmuchawy, pompy płuczącej - suchobieg, - poziom minimalny i maksymalny w zbiorniku - ciśnienie tłoczenia itp. 5
W celu zobrazowania i archiwizacji stanów oraz parametrów pracy SUW przewiduje się wpięcie do istniejącego systemu monitoringu. Sygnały z rozdzielnicy RT i ZH będą przesyłane pakietami zbiorczymi na stację bazową z użyciem pakietowej transmisji danych. System oparty powinien być na dwukierunkowej transmisji danych poprzez sieć GSM/GPRS/EDGE. Komunikacja powinna pracować w trybie zdarzeniowo czasowym, co oznacza, że zmiana stanu któregokolwiek z monitorowanych sygnałów powodować powinna uaktualnienie informacji w aplikacji wizualizacyjnej. Stacja Bazowa powinna mieć możliwość automatycznego odpytania obiektu w określonych odstępach czasu. Dodatkowo w każdej chwili operator może sam wysłać zapytanie do obiektu o jego stanie. Jednostką realizującą proces sterowania obiektem będzie sterownik PLC z modułem komunikacyjnym GSM/GPRS/EDGE. Po drugiej stronie znajdować się będzie Stacja Bazowa wyposażona w modem GSM/GPRS/EDGE. Każdy z modemów komunikacyjnych wyposażony powinien być w karty SIM pracujące w tej samej wydzielonej i zabezpieczonej sieci APN. Konfiguracja stacji bazowej: Komputer Dell Vostro-260 Intel Pentium G620 2,60GHz 2GB (1x2GB) 1333 MHz DDR3 250GB 16XDVD+/-RW Drive + Windows 7 SP1 Professional + CD Driver z monitorem Philips 23 236V3LA, klawiatura i myszka na USB. Do podtrzymania pracy zestawu przewidziano UPS NOVA AVR 500VA firmy Eaton. 6