Skip to main content
Seda lehte kuvatakse automaatse tõlke abil. Vaata hoopis inglise keeles?
CASE Study Tõhus puhastamine automatiseerimise kaasajastamise kaudu
JUHTUMIANALÜÜS

Tõhus puhastamine automatiseerimise kaasajastamise kaudu

ATER Logic poolt läbi viidud Suwałki reoveepuhastusjaama moderniseerimine võimaldas rakendada üksikute rajatiste ühtset juhtimissüsteemi.

Siemensi seadmete ja tarkvara kasutamine selles protsessis aitas tehase tööd sujuvamaks muuta, võimaldas diagnostikat ja protsesside jälgimist ning suurendas paigaldise tööohutust.

Suwałki vee- ja kanalisatsiooniettevõte (PWik Suwałki Sp. z o.o.) vastutab linna elanike vee varustamise ning reovee kogumise ja puhastamise eest. Tehas võtab reovee kogu linnast, lähedalasuvatest küladest ja mittevilistest aladest. Kuni 2024. aastani töötas puhastusjaam hajutatud ja vananenud juhtimis- ja protsesside visualiseerimissüsteemi abil. Vajalike, kuid koordineerimata automatiseerimise laiendamise tulemusena kasutati rajatise erinevaid osi erinevate kontrollerite, tarkvaraplatvormide ja järelevalvesüsteemide abil. Selline olukord muutis igapäevase töö keeruliseks ja takistas tõhusa rikete tuvastamist.

„Kõige tõsisem probleem puhastusjaamas oli kasutatavate juhtimissüsteemide mitmekesisus ja ebaefektiivsus. Igal installil oli erinev kasutajaliides, puudub ühtne andmete esitamise meetod ja protsessiandmete arhiveerimine oli puudulik. Lisaks takistasid tehnoloogilise toe puudumine ja suutmatus muudatusi teha oluliselt igapäevast toimimist,”
- tuletab meelde PWiK Suwałki Sp. z o.o CEO Łukasz Kurzyna

Veel üks võtmeaspekt reoveepuhastusjaama käitajate jaoks oli õhutusprotsess bioloogilistes kambrites, millel on otsustav roll nitrifitseerimise ja denitrifikatsiooni nõuetekohasel kulgemisel. Puhurite, hajutite ja õhuventiilide ebaõige juhtimine põhjustas ebaptimaalse energiatarbimise, põhjustas hapnikutaseme kõikumisi ja põhjustas puhastatud reovee parameetrite ebastabiilsust. See suurendas kohaldatavate keskkonnanõuete täitmata jätmise ohtu.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Moderniseerimisprotsessi üks peamisi ülesandeid oli suurendada puhurite, hajutite ja õhuventiilide töö juhtimise tõhusust.

Rakendamise eesmärk: ühtne automatiseerimissüsteem

Puhastusjaama moderniseerimise algatamise peamine põhjus oli vajadus ühtlustada juhtimissüsteem, asendades olemasolevad hajutatud seadistused ühe ühtse süsteemiga. Rakenduse eesmärk oli parandada õhutusprotsessi ning suurendada rajatise töökindlust ja tööohutust.
Kokku kümme kuud kestnud projekt algas lepingu allkirjastamisega juulis 2024. Esimene etapp hõlmas järelevalvesüsteemi projekteerimist, eelvalmistamist ja tarnimist.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Pärast moderniseerimist tagab puhurite ja ventiilide nõuetekohane töö bioloogiliste kambrite tehnoloogiliste parameetrite stabiliseerimise ja energiatarbimise täpse optimeerimise.

Planeeritud töö raames tarniti ja kasutusele võeti tööstusvõrk ning järk-järgult tarniti kümne tehnoloogilise valdkonna jaoks spetsiaalsed juhtimis- ja mõõteriistade jaotusplaadid (AKPiA). Järgmistes etappides telliti ja optimeeriti kogu süsteem. Projekt lõppes 2025. aasta training töötajate koolitusega.
Tasub rõhutada, et kõik tööd tehti sel ajal, kui rajatis püsis täielikult tööle. Kõik süsteemid ja tarkvara rakendati tehnoloogilist protsessi katkestamata. „Uued lahendused, mis põhinevad Siemensi komponentidel, on aidanud suurendada puhastusjaama töökindlust ja tööohutust.

„Kõigi rajatiste tsentraliseeritud reaalajas jälgimine ühest tööjaamast aitab meil tuvastada ja lahendada rikkeid ning võimaldab ka kaugjärelevalvet. Kõigi tehasüsteemide uute juhtimisalgoritmide väljatöötamine on andnud konkreetseid, oodatud tulemusi. Eelkõige tagab puhurite ja ventiilide uus töö muu hulgas tehnoloogiliste parameetrite stabiliseerimise bioloogilistes kambrites ja energiatarbimise täpse optimeerimise”
selgitab Andrzej Maziarz, PWiK Suwałki tehnika- ja arendusdirektor.

Kvaliteedi parandamine kontrollpiirkonnas

Suwałki reoveepuhastusjaama juhtimissüsteemi moderniseerimine põhines üleliigsetel S7‑1500 seeria kontrolleritel (S7‑1517H‑3PN). Võtmeseadmete koondamine on oluliselt suurendanud kogu süsteemi töökindlust ja stabiilsust. Tänu Siemensi seadmete kasutamisele kontrollitakse tehnoloogilisi protsesse nüüd järjepidevalt, minimaalse rikke riskiga. ”

Moderniseerimise osana viisid ATER Logic spetsialistid läbi juhtimisinfrastruktuuri põhjaliku asendamise ja laiendamise. Varem hajutatud süsteem, mis põhineb mitmel arvutil ja vastuolulistel lahendustel, asendati ühe kaasaegse üleliigse seadistusega. See lahendus tagab süsteemi pideva töö isegi kontrolleri rikke korral, kõrgema protsessi ohutuse taseme ja oluliselt vähenenud planeerimata seisaku riski, mis tähendab kogu paigalduse suuremat stabiilsust ja tõhusust. Kõik tehnoloogilised rajatised on ühendatud ühe järelevalvekeskusega. Selle tulemusena on tehase töö muutunud lihtsamaks, vähenenud inimlike vigade oht ning rikete diagnostika ja ohtudele reageerimine on palju kiirem,”
- hindab Siemens Poola müügijuht Sławomir Kalita.

Teine oluline rakendusvaldkond oli õhutamise juhtimise loogika muutus.

„Enne moderniseerimist oli süsteem ebatäpne ja ebastabiilne — tehnoloogilised parameetrid kaldusid sageli protsessi nõuetest kõrvale ning puhurid ja ventiilid töötasid ebaefektiivselt, mille tulemuseks oli suur energiatarbimine. Tänu uute juhtimisalgoritmide rakendamisele oleme stabiliseerinud hapnikutaset, kasutusele võtnud puhuri dünaamilise reguleerimise ja võimaldanud õhutusventiilide automaatset juhtimist. Meie töö tulemusena on nüüd võimalik õhutussüsteemi sujuv ja täpne juhtimine,”
- rõhutab rakendamise eest vastutava integraatori ATER Logic CEO Tomasz Prusinowski.

Kolmas moderniseerimisega hõlmatud valdkond hõlmas tööohutuse parandamist. Varem kokkusobimatud süsteemid suurendasid rikete riski, muutsid optimeerimise ja vajalikud muudatused võimatuks ning puudusid seadmete põhjalik jälgimine. Rakendamise tulemuseks oli ühtne häire- ja diagnostikasüsteem, mis võimaldas enamiku rajatiste kaugjälgimist. Selle tulemusena töötavad tarkvara ja kontrollerid nüüd ühes standardiseeritud keskkonnas. Vähendatud on seisakuid ja remondikulusid, paranenud on seadmete töökindlus ja oluliselt suurenenud tööohutust.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

Planeeritud töö raames tarniti ja telliti tööstusvõrk ning järk-järgult tarniti spetsiaalseid juhtimiskappe.

Juhtimisalgoritmi moderniseerimise mõjud

Moderniseerimise raames asendati erinevate tootjate kontrollerid üleliigsed Siemens SIMATIC S7‑1500H kontrollerid mis haldavad kogu rajatist. Lisaks sellele, Tarniti TIA Portal Portaali tarkvaraga varustatud inseneritööjaam ja tellitud. See tööjaam võimaldab põhikontrolleri täielikku toimimist, algoritmi jõudluse analüüsi ja võimalust muuta kogu saidi juhtimisloogikat.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Varem hajutatud süsteem, mis põhineb mitmel arvutil ja vastuolulistel lahendustel, asendati ühe kaasaegse üleliigse seadistusega, mis oli ehitatud SIMATIC S7-1500 kontrollerile.

„Varem oli algoritmides muudatuste rakendamine keeruline — puudusid sellised insenerivahendid nagu TIA Portal ja juhtimissüsteemi iga osa töötas eraldi keskkonnas. Uus arhitektuur pakub täielikku kontrolli, arendusvõimalusi ja võimalust säilitada järjepidev juhtimissüsteem,”
- märgib Tomasz Prusinowski.

Koos juhtimisalgoritmi asendamisega ühtlustati ka kogu juhtimiskiht. Tänu TIA Portaali tarkvarale rakendati kogu rajatise jaoks standardiseeritud juhtimisloogikat. See võimaldas kehtestada ühte ühtset süsteemi. Kõigil tehnoloogilistel üksustel on nüüd ühtne liides, häired, juhtimisstruktuur ja andmete arhiveerimine. Selle tulemusena on operaatori töö tõhusam, kõrvalekalletele reageerimine kiirem ja kogu protsessi ajalugu võimaldab põhjalikku optimeerimisanalüüsi.

Juhtimissüsteemi kõige olulisem uuendus oli häguse loogika kontrolleri juurutamine. See analüüsib samaaegselt mitut protsessi parameetrit, sealhulgas hapnikukontsentratsiooni, orgaanilist koormust, reovee voolu, muda kontsentratsiooni, aktiivmuda seisukorda ja bioloogiliste kambrite koormust. Nende andmete põhjal määrab see optimaalse hapnikuvajaduse. Kontroller reguleerib sujuvalt puhureid, õhuventiile ja õhu jaotust bioloogiliste tsoonide vahel.

„Erinevalt eelmisest süsteemist ei reageeri kontroller binaarselt sisse/välja — selle asemel ootab see protsessi muutusi ja kohaneb nendega. See säilitab stabiilse hapnikutaseme isegi kiiresti muutuvates tingimustes,”
- rõhutab Tomasz Prusinowski.

Moderniseerimise peamised eelised

Moderniseerimise osana asendati täielikult kõik tehnoloogiliste protsesside järelevalve eest vastutavad seadmed.
Uue infrastruktuuri põhielemendiks oli serverikapi lisamine, kus oli kaks üleliigset Siemens S7-1500H kontrollerit koos suure kättesaadavusega arvutisüsteemiga.
See lahendus tagab juhtimissüsteemi pideva töö — ühe kontrolleri rikke korral võtab teine kohe oma funktsioonid üle, mõjutamata käimasolevaid juhtimisprotsesse.

Kasutajaliidese ühendamine kogu rajatises, protsessiandmete arhiveerimise tsentraliseerimine ja inseneritööjaama juurutamine on oluliselt parandanud juhtimissüsteemi usaldusväärsust, läbipaistvust ja analüütilisi võimalusi. Need meetmed on lihtsustanud ka toimimist ja tehnilist hooldust.

ATER Logic poolt läbi viidud riistvara asendamise eesmärk oli tagada kõrge töökindlus ja katkematu süsteemi töö. Moderniseerimine põhines suuresti Siemensi riist- ja tarkvaralahendustel. Ülejäänud PLC-kontrollerid minimeerivad seisakuohtu, samal ajal kui SITOP-toiteallikad ja UPS-moodulid hoiavad süsteemi töös ka voolutugevuse korral. Tänu levitatud ET200SP I/O jaamad ja uue sidevõrgu abil saab süsteemi hõlpsasti laiendada ja integreerida täiendavate seadmetega. Samal ajal kaitsevad rakendatud kaitseseadmed operaatorite ja seadmete rikete ja pingetõusu eest ning uus sideinfrastruktuur ja SQL Server Reporting Services aruandlussüsteem võimaldavad kiiremat toimimist ning protsessianalüüside ja aruannete tõhusat loomist.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

TIA Portal Portaalil põhineva inseneritööjaama juurutamine on parandanud juhtimissüsteemi töökindlust ning lihtsustanud toimimist ja tehnilist hooldust.

Siemens mängis võtmerolli juhtimis- ja sidesüsteemi moderniseerimisel, pakkudes nii tehnilist tuge kui ka automatiseerimislahenduste tarnimist. Ettevõte töötas projektipartnerina, nõustades süsteemiarhitektuuri ja optimaalsete komponentide valimise osas.
Lukaš Kurzyna, TEGEVJUHT, PWiK asukohas Suwałkach Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP-toiteallikad ja UPS-moodulid hoiavad süsteemi töös ka voolutugevuse korral.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Tänu hajutatud ET200SP I/O jaamadele ja uuele sidevõrule saab süsteemi hõlpsasti laiendada ja integreerida lisaseadmetega.

Rakendamise tulemusena on kõigis rajatistes tagatud ühtne kasutajaliides, mis muudab töö, diagnostika ja jälgimise oluliselt lihtsamaks. Oluline element, mis suurendas kasutatavust, oli ka puhastusprotsessi täiustamine ja automatiseerimine bioloogilises osas.
Puhurite ja ventiilide juhtimisalgoritmide moderniseerimine võimaldas stabiliseerida hapnikutaset bioloogilistes kambrites ja optimeerida energiatarbimist.

„Õhustamine moodustab tavaliselt 50— 60% puhastusjaama tegevuskuludest, mistõttu on nende protsesside parandamine oluliselt suurendanud jaama efektiivsust ja andnud selle toimimiseks märkimisväärse energiasäästu,”
- rõhutab Tomasz Prusinowski ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Tehtud töö on toonud kaasa veelgi parema suutlikkuse rahuldada Suwałki ja selle lähiümbruse elanike vajadusi.

Moderniseerimine on võimaldanud reaalajas jälgida kõiki rajatisi ühest tööjaamast, kiirendada rikete tuvastamist ja lahendamist ning võimaldanud paigaldise kaugjälgimist. Samuti on see avanud uusi võimalusi PWiK Suwałki jaoks automatiseeritud järelevalve, autonoomse töö ja intelligentsete juhtimisstrateegiate rakendamise osas.

„Rakendamise oluline eesmärk oli ka puhastusjaama ettevalmistamine tulevasteks uuendusteks. Tänu suurepärasele koostööle kliendi, integreerija ja tehnoloogia pakkuja vahel oleme loonud tingimused automatiseerimise edasiseks laiendamiseks tulevikus. Oleme taganud parema integratsiooni teiste rajatises olevate süsteemidega, nagu mudakorraldus, biogaasijaam ja vastuvõtujaamad,”
- selgitab Sławomir Kalita Siemensist.

Moderniseerimine on viinud meie rajatise intelligentse ja autonoomse ressursihalduse ajastusse. Kõik see tähendab veelgi paremat eesmärkide saavutamist, süsteemi paremat töökindlust, märgatavat energiasäästu ja ennekõike võimet veelgi paremini rahuldada Suwałki ja selle ümbruse elanike vajadusi.
Andrzej Maziarz, PWiK Suwałki