Case Study – Wodociągi i Kanalizacje Miejskie w Augustowie

HISTORIA WDROŻENIA

System HMI/SCADA iFIX w Oczyszczalni Ścieków w Augustowie

Miejsce wdrożenia:

Oprogramowanie Proficy 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).

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.

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 2015-2016 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.).

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).

Schemat instalacji

Funkcje realizowane przez system:

• 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).

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. 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.

KORZYŚCI 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

Zobacz przykłady systemów i rozwiązań wdrożonych przez VIX Automation w innych przedsiębiorstwach z branży WODNO – KANALIZACYJNEJ >>