Nová čistička odpadových vôd nasadila moderný DCS systém

Dánsky systémový integrátor AB Electric A/S bol poverený vývojom a inštaláciou komplexného riešenia riadenia a monitorovania zariadení rozmiestnených vo viacerých prevádzkach a na miestach, ktoré sú od seba vzdialené a ktoré sú súčasťou novo vybudovanej čističky odpadových vôd.
Nová čistička odpadových vôd nasadila moderný DCS systém

Spoločnosť si na implementáciu vybrala distribuovaný riadiaci systém PlantPAx® od spoločnosti Rockwell Automation, ktorý je pripravený aj na ďalšie prípadné rozširovanie technológií v budúcnosti. Umožňujú to jeho rozsiahle možnosti prepojenia s inými systémami vrátane kontroly bezpečnosti a riadeného prístupu, flexibility, škálovateľnosti a voľnej dostupnosti knižnice procesov.

Bezpečná komunikácia aj riadenie prístupu

Spoločnosť AB Electric bola založená v roku 1980 a vyvíjala sa od tradičnej elektrotechnickej firmy k spoločnosti, ktorá teraz dodáva kompletné elektrické, automatizačné a riadiace riešenia. Projekt na čistenie odpadových vôd jej zákazníka nemal žiadnu predchádzajúcu obdobu, ktorá by sa mohla použiť ako referencia, takže celú stratégiu a systém riadenia bolo potrebné vyvinúť od začiatku. Zákazník tiež požadoval bezpečnú komunikáciu v reálnom čase medzi viacerými lokalitami/miestami, úplné riadenie prístupu, kompletne vybavené centrum na monitorovanie a riadenie a generovanie príslušných alarmov na mobilné zariadenia. Riešenie muselo byť prepojené s viacerými zariadeniami tretích strán, čo viedlo k mixu rôznych komunikačných protokolov, ktoré posielali údaje do riadiaceho centra.

Celkové množstvo spotrebiteľov na danú prevádzku je 2 400, pričom spotreba vody je približne 700 m3 denne. Pri prevádzke sa čerpá neupravená voda na hlavnom mieste z hĺbky približne 7 až 12 m a prechádza filtračným systémom, aby sa odstránili nečistoty. Tento filtračný systém pozostáva zo štyroch nádrží z nehrdzavejúcej ocele, vnútri ktorých je zmes kamienkov a veľmi špecifický pieskový materiál upravený podľa požadovanej kvality vody. Prvky odstránené v procese filtrácie zahŕňajú dusitany, chloridy, fluoridy, železo, mangán a amoniak.

Po filtrácii sa pridá kyslík na iniciáciu chemickej reakcie predtým, ako sa voda dodá do jednej z dvoch spotrebiteľských nádrží, pričom sa použijú dve prívodné potrubia. Každé z nich je vybavené piatimi čerpadlami, ktoré pracujú podľa tlakových parametrov nastavených na pracovných staniciach operátorov (OWS) riadiaceho centra. Súčasťou inštalácie sú ďalšie tri miesta, dve s čerpacími systémami – vrátane spotrebiteľských nádrží – a jedným s neupravenou vodou a otvoreným filtračným systémom.

Všetky štyri miesta sú vzájomne prepojené, ale vzhľadom na výškové rozdiely v teréne sa vypočítava, ktorú prevádzku je najvhodnejšie používať počas dňa na základe nákladov a objemu požadovanej spotreby. Hlavná prevádzka by mohla sama osebe dodávať vodu všetkým, ale počas určitých období dopytu to nemusí byť optimálne riešenie. Spôsob, akým je systém navrhnutý, pomáha zaistiť veľmi vysokú bezpečnosť dodávok a prináša aj výhody pre životné prostredie prostredníctvom využívania udržateľnej výroby energie v dôsledku nasadenia solárnych panelov.

Riešenie založené na modernom distribuovanom riadiacom systéme

Hlavná prevádzka je z dôvodu riadenia celého procesu vybavená distribuovaným riadiacim systémom PlantPAx, ktorý využíva knižnicu procesných objektov spoločnosti Rockwell Automation, ako aj niekoľkými distribuovanými V/V modulmi. Okrem toho riešenie zahŕňa aj frekvenčné meniče Allen-Bradley® PowerFlex® na riadenie pohonov čerpadiel, ktoré komunikujú cez EtherNet/IP™. Na ďalších troch miestach sú nasadené riadiace jednotky v kombinácii s distribuovanými vstupno-výstupnými modulmi na prevádzku čerpadiel riadených frekvenčnými meničmi tretích strán.

Komunikáciu medzi prevádzkami navzájom a prevádzkami a miestnosťou riadenia zabezpečujú prepínače Stratix® Ethernet, pričom Stratix Service Router vzdialene pripája ďalšie dve lokality cez internet. Tretia prevádzka je pripojená cez optiku.

Posielanie alarmov na diaľku s cieľom bezpečného prenosu kľúčových údajov do inteligentných telefónov, ako aj posielanie SMS sa realizovalo prostredníctvom platformy hlásení alarmov, ktorú dodala spoločnosť WIN-911, Rockwell Automation Encompass Partner. Všetko sa zobrazuje na pracovnej stanici operátora pomocou 55-palcového monitora v miestnosti riadenia pomocou rozhrania operátora PlantPAx s pokročilou diagnostikou. V ďalších troch lokalitách je nasadených 19 priemyselných počítačov s integrovaným displejom z nehrdzavejúcej ocele. Všetky miesta možno ovládať z miestnosti riadenia.

Podobne ako pri nasadzovaní distribuovaného riadiaceho systému PlantPAx ako celkového riešenia na riadenie, využila spoločnosť AB Electric pri návrhu architektúry celého systému softvérový nástroj PlantPAx System Estimator (zahrnutý v Rockwell Automation Integrated Architecture Builder). Vďaka tomu bolo možné v začiatočných fázach projektu znížiť riziko, pretože systém automaticky vybral hardvér a vygeneroval súpis materiálu pre riadiace systémy, V/V, siete, pohony, kabeláž a káblovanie a vodič a ďalšie zariadenia. Na vytvorenie databázy alarmov a udalostí vo forme súboru XML sa využil nástroj PlantPAx Alarms Builder. Takéto alarmy možno zobrazovať na operátorských staniciach. Riadenie prístupu do prevádzok sa uskutočňuje pomocou RFID EtherNet/IP Interface Block, tiež od firmy Rockwell Automation.

Mimoriadne možnosti ďalšieho rozširovania v budúcnosti

„Plánovanie a projektovanie sa začalo veľmi skoro – takmer rok pred samotnou realizáciou. V porovnaní s inými projektmi, ktoré sme doteraz realizovali, ide naozaj o sen, ktorý sa stal skutočnosťou. Spoločnosť Rockwell Automation sa takmer od samého začiatku podieľala na stretnutiach s naším koncovým zákazníkom. Spoločne sme dokázali zákazníkovi ukázať možnosti plne integrovaného riešenia Rockwell Automation PlantPAx; náš zákazník nechcel robiť žiadne kompromisy a povedal, že chce ísť na ‚kompletný balík‘,“ uviedol Frank Jorgensen, projektový manažér a spolumajiteľ spoločnosti AB Electric. „Maximálne efektívna spolupráca medzi spoločnosťami AB Electric a Rockwell Automation následne viedla k oveľa plynulejšiemu procesu vývoja. Vďaka tejto podpore v celom projekte vrátane služieb technického konzultanta spoločnosti Rockwell Automation (GPTC), ktorý pomohol s integráciou PlantPAx, sme dokázali splniť všetky požiadavky koncového zákazníka v oblasti dodávok, výkonnosti a nákladov. Náš zákazník má teraz odolný a stabilný systém riadenia, ktorý nielenže ponúka vysokú spoľahlivosť,“ konštatuje F. Jorgensen, „ale vzhľadom na otvorenú a škálovateľnú povahu softvéru, spojenú s jednoduchosťou integrácie hardvéru, sú mimoriadne sľubné možnosti ďalšieho rozširovania v budúcnosti.

Z hľadiska spoločnosti AB Electric máme teraz dobre navrhnutú platformu, ktorú môžeme v budúcnosti použiť aj pri iných čističkách odpadových vôd, pretože vďaka navrhnutej architektúre bude veľmi jednoduché znižovať alebo zvyšovať množstvo zariadení a prístrojov podľa veľkosti a rozsahu jednotlivých čističiek. Z môjho pohľadu by som radšej predával našim zákazníkom riešenie spoločnosti Rockwell Automation než akékoľvek iné riešenie. Spoločnosť Rockwell Automation dokázala, že nám môže pomôcť pri akomkoľvek projekte a nemusím sa obávať o podporu, keď ju budeme potrebovať.“

Zdroj: Danish Greenfield Water-Treatment Plant Deploys PlantPAx DCS. Prípadová štúdia Rockwell Automation. [online]. Publikované: december 2018. Dostupné na: https://www.rockwellautomation.com/global/news/case-studies/detail.page?pagetitle=Water-Treatment-Plant-Deploys-PlantPAx-DCS&content_type=casestudy&docid=984e532f3f9f978b694a43785aa40e05