Skip to main content
Тази страница се показва с помощта на автоматизиран превод. Вместо това вижте на английски?
CASE Study Ефективно пречистване чрез модернизация на автоматизацията
КАЗУС

Ефективно пречистване чрез автоматизация

Модернизацията на пречиствателната станция в Сувалки, извършена от ATER Logic, позволи внедряването на единна система за контрол на отделните инсталации.

Използването на оборудване и софтуер на Siemens в процеса спомогна за рационализиране на работата на централата, позволи диагностика и мониторинг на процесите и повиши експлоатационната безопасност на инсталацията.

Водоснабдяването и канализацията в Сувалки (PWik Suwałki Sp. z o.o.) отговаря за водоснабдяването на жителите на града, както и за събирането и пречистването на отпадъчните води. Централата получава отпадни води от целия град, близките села и неоцветени райони. До 2024 г. пречиствателната станция работи с помощта на диспергирана и остаряла система за контрол и визуализация на процеси. В резултат на необходимите, но некоординирани разширявания на автоматизацията, различни части на съоръжението бяха експлоатирани с помощта на различни контролери, софтуерни платформи и системи за надзор. Тази ситуация затруднява ежедневната работа и възпрепятства ефективното откриване на неизправности.

„Най-сериозният проблем в пречиствателната станция беше разнообразието и неефективността на използваните системи за управление. Всяка инсталация имаше различен потребителски интерфейс, нямаше унифициран метод за представяне на данни и архивирането на процесни данни беше непълно. Освен това липсата на технологична подкрепа и невъзможността за въвеждане на модификации значително възпрепятстват ежедневната работа.
- припомня Лукаш Курзина, CEO на PWik Suwałki Sp. z o.o.

Друг ключов аспект за операторите на пречиствателните станции е процесът на аерация в биологичните камери, който играе решаваща роля за правилния ход на нитрификацията и денитрификацията. Неправилното управление на вентилаторите, дифузорите и въздушните клапани доведе до неоптимална консумация на енергия, причинява колебания в нивата на кислород и доведе до нестабилност в параметрите на пречистените отпадни води. Това увеличава риска от неспазване на приложимите екологични стандарти.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Една от ключовите задачи в процеса на модернизация беше повишаване на ефективността на контрола на работата на вентилаторите, дифузорите и въздушните клапани.

Цел за изпълнение: единна система за автоматизация

Основната причина за започване на модернизацията на пречиствателната станция беше необходимостта от унифициране на системата за управление чрез замяна на съществуващите диспергирани инсталации с една кохезивна система. Изпълнението имаше за цел също така да подобри процеса на аерация и да повиши надеждността и експлоатационната безопасност на съоръжението.
Проектът, който продължи общо десет месеца, започна с подписването на договора през юли 2024 г. Първият етап включваше проектирането, сглобяването и доставката на надзорната система.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

След модернизацията правилната работа на вентилаторите и клапаните осигурява стабилизиране на технологичните параметри в биологичните камери и прецизна оптимизация на потреблението на енергия.

Като част от планираната работа беше доставена и пусната в експлоатация промишлена мрежа, а постепенно бяха доставени специализирани контролно-инструментални табла (AKPiA) за десет технологични области. В следващите етапи цялата система беше пусната в експлоатация и оптимизирана. Проектът приключи с training на персонала през май 2025 г.
Струва си да се подчертае, че цялата работа е извършена, докато съоръжението остава напълно функциониращо. Всички системи и софтуер бяха внедрени без прекъсване на технологичния процес. „Новите решения, базирани на компоненти на Siemens, допринесоха за повишаване на надеждността и експлоатационната безопасност на пречиствателната станция.

„Централизираното наблюдение в реално време на всички съоръжения от една работна станция ни помага да откриваме и разрешаваме неизправности, а също така дава възможност за дистанционно наблюдение. Разработването на нови алгоритми за управление на всички инсталационни системи даде конкретни, очаквани резултати. По-специално новата експлоатация на вентилатори и клапани осигурява, наред с други неща, стабилизиране на технологичните параметри в биологичните камери и прецизна оптимизация на потреблението на енергия“
обяснява Анджей Мазиарц, директор по техническо развитие и развитие в PWik Suwałki.

Подобрения в качеството в областта на контрола

Модернизацията на системата за управление в пречиствателната станция за отпадъчни води в Сувалки се основава на излишни контролери от серията S7-1500 (S7-1517H‑3PN). Излишването на ключови устройства значително увеличи надеждността и стабилността на цялата система. Благодарение на използването на оборудване на Siemens, технологичните процеси вече се контролират по последователен начин, с минимален риск от повреда. '

Като част от модернизацията специалистите на ATER Logic извършиха цялостна подмяна и разширяване на контролната инфраструктура. Преди това диспергираната система, базирана на множество компютри и непоследователни решения, беше заменена с една, модерна, излишна настройка. Това решение осигурява непрекъсната работа на системата дори в случай на повреда на контролера, по-високо ниво на безопасност на процеса и значително намален риск от непланирани престои, което се превръща в по-голяма стабилност и ефективност на цялата инсталация. Всички технологични съоръжения са свързани към един център за надзор. В резултат на това работата на централата стана по-проста, рискът от човешка грешка е намален, а диагностиката на повредите и реакцията на заплахи са много по-бързи“,
- оценява Славомир Калита, мениджър продажби в Siemens Полша.

Друга важна област на изпълнението беше промяната в логиката за контрол на аерацията.

„Преди модернизацията системата беше неточна и нестабилна — технологичните параметри често се отклоняваха от изискванията на процеса, а вентилаторите и клапаните работеха неефективно, което води до висока консумация на енергия. Благодарение на внедряването на нови алгоритми за управление стабилизирахме нивата на кислород, въведохме динамична регулация на вентилатора и дадохме възможност за автоматично управление на аерационните клапани. В резултат на нашата работа вече е възможен плавен и прецизен контрол на аерационната система,“
- подчертава Томаш Прусиновски, главен CEO на ATER Logic, интеграторът, отговорен за внедряването.

Третата област, обхваната от модернизацията, включваше подобряване на експлоатационната безопасност. Досега несъвместимите системи увеличиха риска от повреди, направиха оптимизацията и необходимите модификации невъзможни и липсваха цялостен мониторинг на оборудването. Внедряването доведе до единна система за аларма и диагностика, позволяваща дистанционно наблюдение на повечето съоръжения. В резултат на това софтуерът и контролерите сега работят в единна, стандартизирана среда. Разходите за престой и ремонт са намалени, надеждността на оборудването се подобри и експлоатационната безопасност е значително подобрена.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

Като част от планираната работа беше доставена и пусната в експлоатация промишлена мрежа, а постепенно се доставят специализирани контролни шкафове.

Ефекти от модернизацията на алгоритъма за управление

Като част от модернизацията контролерите от различни производители бяха заменени с излишни контролери на Siemens SIMATIC S7‑1500H които управляват цялото съоръжение. В допълнение, доставена е инженерна работна станция, оборудвана със софтуер TIA Portal и въведени в експлоатация. Тази работна станция позволява пълна работа на основния контролер, анализ на производителността на алгоритъма и възможност за въвеждане на модификации в логиката на управление за целия сайт.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Преди това диспергираната система, базирана на множество компютри и непоследователни решения, беше заменена с една модерна, излишна настройка, изградена на контролера SIMATIC S7-1500.

„Преди това внедряването на промени в алгоритмите беше трудно — нямаше инженерни инструменти като TIA Portal и всяка част от системата за управление работеше в отделна среда. Новата архитектура осигурява пълен контрол, възможности за разработка и възможност за поддържане на последователна система за управление.
- отбелязва Томаш Прусиновски.

Наред със замяната на контролния алгоритъм, целият контролен слой също беше унифициран. Благодарение на софтуера TIA Portal бяха въведени стандартизирани контролни логики за цялото съоръжение. Това направи възможно въвеждането на една съгласувана система. Всички технологични единици вече споделят единен интерфейс, аларми, контролна структура и архивиране на данни. В резултат на това работата на оператора е по-ефективна, реакцията на отклонения е по-бърза, а пълната история на процеса позволява задълбочен анализ на оптимизацията.

Най-важната иновация в системата за управление беше внедряването на размит логически контролер. Той едновременно анализира множество параметри на процеса, включително концентрация на кислород, органичен товар, поток от отпадни води, концентрация на утайки, състоянието на активната утайка и натоварването на биологичните камери. Въз основа на тези данни той определя оптималното търсене на кислород. Контролерът плавно регулира вентилаторите, въздушните клапани и разпределението на въздуха между биологичните зони.

„За разлика от предишната система, контролерът не реагира по двоичен начин за включване/изключване — вместо това той предвижда и се адаптира към промените в процеса. Поддържа стабилно ниво на кислород дори при бързо променящи се условия.
- подчертава Томаш Прусиновски.

Основни ползи от модернизацията

Като част от модернизацията цялото оборудване, отговорно за надзора на технологичните процеси, беше напълно заменено.
Ключов елемент от новата инфраструктура е добавянето на сървърен шкаф с два излишни контролера Siemens S7-1500H заедно с компютърна система с висока наличност.
Това решение осигурява непрекъсната работа на системата за управление — в случай на повреда на единия контролер другият незабавно поема функциите му, без да засяга текущите процеси на управление.

Унифицирането на потребителския интерфейс в цялото съоръжение, централизацията на архивирането на процесни данни и внедряването на инженерна работна станция значително подобриха надеждността, прозрачността и аналитичните възможности на системата за управление. Тези мерки също опростиха експлоатацията и техническата поддръжка.

Подмяната на хардуера, извършена от ATER Logic, имаше за цел да осигури висока надеждност и непрекъсната работа на системата. Модернизацията до голяма степен се основава на хардуерни и софтуерни решения на Siemens. Излишните PLC контролери свеждат до минимум риска от престой, докато SITOP захранващите устройства и UPS модулите поддържат системата да работи дори в случай на прекъсване на захранването. Благодарение на разпределените ET200SP I/O станции и новата комуникационна мрежа, системата може лесно да бъде разширена и интегрирана с допълнителни устройства. Междувременно внедрените защитни устройства предпазват операторите и оборудването от повреди и пренапрежения, а новата комуникационна инфраструктура и системата за отчитане на SQL Server Reporting Services позволяват по-бърза работа, както и ефективно създаване на анализи и отчети на процеси.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

Внедряването на инженерна работна станция, базирана на TIA Portal, подобри надеждността на системата за управление и опрости експлоатацията и техническата поддръжка.

Siemens изигра ключова роля в модернизацията на системата за управление и комуникация, осигурявайки както техническа поддръжка, така и доставка на решения за автоматизация. Компанията служи като партньор по проекта, консултирайки системната архитектура и избора на оптимални компоненти.
Лукаш Курзина, Главен изпълнителен директор, PWiK в Сувалкач Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP захранващите устройства и UPS модулите поддържат системата да работи дори в случай на прекъсване на захранването.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Благодарение на разпределените I/O станции ET200SP и новата комуникационна мрежа, системата може лесно да бъде разширена и интегрирана с допълнителни устройства.

В резултат на внедряването е осигурен единен потребителски интерфейс във всички съоръжения, което значително улеснява работата, диагностиката и мониторинга. Важен елемент, който повишава използваемостта, беше и подобряването и автоматизацията на процеса на пречистване в биологичния раздел.
Модернизацията на алгоритмите за управление на вентилаторите и клапаните даде възможност за стабилизиране на нивата на кислород в биологичните камери и оптимизиране на консумацията на енергия.

„Аерацията обикновено представлява 50— 60% от експлоатационните разходи на пречиствателната станция, поради което подобряването на тези процеси значително повиши ефективността на централата и доведе до значителни икономии на енергия за нейната експлоатация.“
- подчертава Томаш Прусиновски от ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Извършената работа се превърна в още по-добра способност за задоволяване на нуждите на жителите на Сувалки и околните райони.

Модернизацията позволи мониторинг в реално време на всички съоръжения от една работна станция, ускорено откриване и разрешаване на неизправности и позволи дистанционно наблюдение на инсталацията. Той също така отвори нови възможности за PWik Suwałki по отношение на автоматизиран надзор, автономна работа и прилагане на интелигентни стратегии за управление.

„Важна цел на изпълнението беше и подготовката на пречиствателната станция за бъдещи модернизации. Благодарение на отличното сътрудничество между клиента, интегратора и доставчика на технологии, създадохме условия за по-нататъшно разширяване на автоматизацията в бъдеще. Осигурихме по-добра интеграция с други системи в съоръжението, като управление на утайките, инсталацията за биогаз и приемните станции,“
- обяснява Славомир Калита от Siemens.

Модернизацията доведе нашето съоръжение в ерата на интелигентното, автономно управление на ресурсите. Всичко това ще се превърне в още по-добро постигане на нашите цели, подобрена надеждност на системата, забележими икономии на енергия и преди всичко възможност за още по-добро задоволяване на нуждите на жителите на Сувалки и околните райони.
Анджей Мазиарц, PWiK Сувалки