Purification efficace grâce à la modernisation de l'automatisation

L'utilisation d'équipements et de logiciels Siemens a contribué à rationaliser le fonctionnement de l'usine, a permis le diagnostic et la surveillance des processus, et a renforcé la sécurité de fonctionnement de l'installation.

La société des eaux et des égouts de Suwalki (PWiK Suwalki Sp. z o.o.) est chargée de fournir de l'eau aux habitants de la ville ainsi que de collecter et de traiter les eaux usées. L'usine reçoit les eaux usées de toute la ville, des villages voisins et des zones non desservies par les égouts. Jusqu'en 2024, l'usine de traitement fonctionnait à l'aide d'un système de contrôle et de visualisation des processus dispersé et obsolète. À la suite des extensions d'automatisation nécessaires mais non coordonnées, différentes parties de l'installation ont été exploitées à l'aide de différents contrôleurs, plateformes logicielles et systèmes de supervision. Cette situation a rendu les opérations quotidiennes difficiles et a entravé la détection efficace des défauts.

La principale raison de la modernisation de la station d'épuration était la nécessité d'unifier le système de contrôle en remplaçant les installations dispersées existantes par un système cohésif. La mise en œuvre visait également à améliorer le processus d'aération et à accroître la fiabilité et la sécurité opérationnelle de l'installation.
Le projet, qui a duré dix mois au total, a débuté avec la signature du contrat en juillet 2024. La première étape comprenait la conception, la préfabrication et la livraison du système de supervision.

La modernisation du système de contrôle de la station d'épuration de Suwalki reposait sur des contrôleurs redondants de la série S7‑1500 (S7‑1517H‑3PN). La redondance des appareils clés a considérablement amélioré la fiabilité et la stabilité de l'ensemble du système. Grâce à l'utilisation d'équipements Siemens, les processus technologiques sont désormais contrôlés de manière cohérente, avec un risque de panne minimal. «

« Dans le cadre de la modernisation, les spécialistes d'ATER Logic ont procédé au remplacement complet et à l'extension de l'infrastructure de contrôle. Le système auparavant dispersé, basé sur plusieurs ordinateurs et des solutions incohérentes, a été remplacé par une configuration unique, moderne et redondante. Cette solution garantit le fonctionnement continu du système même en cas de défaillance d'un contrôleur, un niveau de sécurité accru des processus et une réduction significative du risque de temps d'arrêt imprévu, ce qui se traduit par une stabilité et une efficacité accrues de l'ensemble de l'installation. Toutes les installations technologiques ont été connectées à un seul centre de supervision. Le fonctionnement de l'usine a ainsi été simplifié, le risque d'erreur humaine a été réduit, le diagnostic des pannes et la réponse aux menaces sont beaucoup plus rapides, »
- évalue Sławomir Kalita, directeur des ventes chez Siemens Poland.

Un autre aspect important de la mise en œuvre a été la modification de la logique de contrôle de l'aération.

Dans le cadre de la modernisation, les manettes de différents fabricants ont été remplacées par contrôleurs Siemens SIMATIC S7‑1500H redondants qui gèrent l'ensemble de l'établissement. En outre, un une station de travail d'ingénierie équipée du logiciel TIA Portal a été livrée et commandée. Cette station de travail permet le fonctionnement complet du contrôleur principal, l'analyse des performances de l'algorithme et la possibilité d'apporter des modifications à la logique de contrôle de l'ensemble du site.

L'innovation la plus importante du système de contrôle a été la mise en œuvre d'un contrôleur à logique floue. Il analyse simultanément plusieurs paramètres du procédé, notamment la concentration en oxygène, la charge organique, le débit des eaux usées, la concentration des boues, l'état des boues activées et la charge des chambres biologiques. Sur la base de ces données, il détermine la demande optimale en oxygène. Le contrôleur régule en douceur les soufflantes, les vannes à air et la distribution de l'air entre les zones biologiques.

« Contrairement au système précédent, le contrôleur ne réagit pas de manière binaire, mais il anticipe les changements de processus et s'y adapte. Il maintient un niveau d'oxygène stable, même dans des conditions qui changent rapidement. »
- souligne Tomasz Prusinowski.

Dans le cadre de la modernisation, tous les équipements chargés de superviser les processus technologiques ont été complètement remplacés.
L'un des éléments clés de la nouvelle infrastructure a été l'ajout d'une armoire serveur hébergeant deux contrôleurs Siemens S7‑1500H redondants ainsi qu'un système informatique haute disponibilité.
Cette solution garantit le fonctionnement continu du système de contrôle. En cas de panne d'un contrôleur, l'autre prend immédiatement en charge ses fonctions sans affecter les processus de contrôle en cours.

Grâce à cette mise en œuvre, une interface utilisateur uniforme a été garantie dans toutes les installations, ce qui facilite considérablement le fonctionnement, les diagnostics et la surveillance. L'amélioration et l'automatisation du processus de purification dans la section biologique ont également contribué à améliorer la convivialité.
La modernisation des algorithmes de contrôle des soufflantes et des vannes a permis de stabiliser les niveaux d'oxygène dans les chambres biologiques et d'optimiser la consommation d'énergie.

« L'aération représente généralement 50 à 60 % des coûts d'exploitation d'une usine de traitement. C'est pourquoi l'amélioration de ces processus a considérablement augmenté l'efficacité de l'usine et permis de réaliser d'importantes économies d'énergie pour son fonctionnement, »
- souligne Tomasz Prusinowski d'ATER Logic