Skip to main content
Ova se stranica prikazuje pomoću automatiziranog prijevoda. Umjesto toga, pogledaj na engleskom?
CASE Study Učinkovito pročišćavanje modernizacijom automatizacije
STUDIJA SLUČAJA

Učinkovito pročišćavanje modernizacijom automatizacije

Modernizacija postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u Suwałki, koju je proveo ATER Logic, omogućila je implementaciju jedinstvenog sustava kontrole pojedinih instalacija.

Korištenje Siemensove opreme i softvera u tom procesu pomoglo je pojednostavljenju rada postrojenja, omogućila je dijagnostiku i praćenje procesa te povećala operativnu sigurnost instalacije.

Tvrtka za vodu i kanalizaciju u Suwałki (PWiK Suwałki Sp. z o.o.) odgovorna je za opskrbu vodom stanovnicima grada, kao i za prikupljanje i pročišćavanje otpadnih voda. Postrojenje prima otpadne vode iz cijelog grada, obližnjih sela i neprozirnih područja. Do 2024. postrojenje za pročišćavanje radilo je pomoću raspršenog i zastarjelog sustava kontrole i vizualizacije procesa. Kao rezultat nužnih, ali nekoordiniranih proširenja automatizacije, različiti dijelovi objekta upravljali su pomoću različitih kontrolera, softverskih platformi i sustava nadzora. Ova situacija otežala je svakodnevni rad i ometala učinkovito otkrivanje kvarova.

"Najozbiljniji problem u postrojenju za pročišćavanje bila je raznolikost i neučinkovitost kontrolnih sustava koji se koriste. Svaka instalacija imala je različito korisničko sučelje, nije postojala jedinstvena metoda prezentacije podataka, a arhiviranje procesnih podataka bilo je nepotpuno. Osim toga, nedostatak tehnološke podrške i nemogućnost uvođenja izmjena znatno su otežali svakodnevni rad.
- podsjeća Łukasz Kurzyna, izvršni direktor PWiK Suwałki Sp. z o.o.

Drugi ključni aspekt za operatere postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda bio je proces prozračivanja u biološkim komorama, koji igra ključnu ulogu u pravilnom tijeku nitrifikacije i denitrifikacije. Nepravilna kontrola puhala, difuzora i zračnih ventila rezultirala je neoptimalnom potrošnjom energije, uzrokovala je fluktuacije razine kisika i dovela do nestabilnosti parametara pročišćene otpadne vode. To je povećalo rizik od neispunjavanja primjenjivih ekoloških standarda.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Jedan od ključnih zadataka u procesu modernizacije bio je povećanje učinkovitosti upravljanja radom puhala, difuzora i zračnih ventila.

Cilj implementacije: jedinstveni sustav automatizacije

Glavni razlog za pokretanje modernizacije postrojenja za pročišćavanje bila je potreba za objedinjavanjem sustava upravljanja zamjenom postojećih raspršenih postavki jednim kohezivnim sustavom. Implementacija je također imala za cilj poboljšati postupak prozračivanja i povećati pouzdanost i operativnu sigurnost objekta.
Projekt, koji je trajao ukupno deset mjeseci, započeo je potpisivanjem ugovora u srpnju 2024. godine. Prva faza uključivala je dizajn, montažu i isporuku nadzornog sustava.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Nakon modernizacije pravilan rad puhala i ventila osigurava stabilizaciju tehnoloških parametara u biološkim komorama i preciznu optimizaciju potrošnje energije.

U sklopu planiranih radova isporučena je i puštena u rad industrijska mreža, a za deset tehnoloških područja postupno su isporučene specijalizirane upravljačke i instrumentacijske centrale (AKPiA). U sljedećim fazama cijeli sustav je pušten u rad i optimiziran. Projekt je završen obukom osoblja u svibnju 2025.
Vrijedno je naglasiti da su svi radovi izvedeni dok je objekt ostao u potpunosti operativan. Svi sustavi i softver implementirani su bez prekida tehnološkog procesa. "Nova rješenja koja se temelje na komponentama tvrtke Siemens pridonijela su povećanju pouzdanosti i radne sigurnosti postrojenja za pročišćavanje.

"Centralizirano praćenje svih objekata u stvarnom vremenu s jedne radne stanice pomaže nam u otkrivanju i rješavanju kvarova, a također omogućuje daljinski nadzor. Razvoj novih algoritama upravljanja za sve sustave postrojenja dao je konkretne, očekivane rezultate. Konkretno, novi rad puhala i ventila osigurava, između ostalog, stabilizaciju tehnoloških parametara u biološkim komorama i preciznu optimizaciju potrošnje energije"
objašnjava Andrzej Maziarz, tehnički i razvojni direktor u PWiK Suwałki.

Poboljšanja kvalitete u kontrolnom području

Modernizacija sustava upravljanja u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda u Suwałki temeljila se na suvišnim kontrolerima serije S7-1500 (S7-1517H‑3PN). Redundancija ključnih uređaja značajno je povećala pouzdanost i stabilnost cijelog sustava. Zahvaljujući upotrebi Siemensove opreme, tehnološki procesi sada se kontroliraju na dosljedan način, uz minimalan rizik od kvara. '

Kao dio modernizacije, stručnjaci ATER Logic izvršili su sveobuhvatnu zamjenu i proširenje upravljačke infrastrukture. Prethodno raspršeni sustav, temeljen na više računala i nedosljednim rješenjima, zamijenjen je jednim, modernim, redundantnim postavkama. Ovo rješenje osigurava kontinuirani rad sustava čak i u slučaju kvara regulatora, višu razinu sigurnosti procesa i značajno smanjen rizik od neplaniranih zastoja, što znači veću stabilnost i učinkovitost cijele instalacije. Svi tehnološki objekti povezani su s jednim nadzornim centrom. Kao rezultat toga, rad postrojenja postao je jednostavniji, rizik od ljudske pogreške je smanjen, a dijagnostika kvarova i odgovor na prijetnje mnogo su brži,"
- ocjenjuje Sławomir Kalita, voditelj prodaje u Siemens Poljska.

Drugo važno područje provedbe bila je promjena logike kontrole prozračivanja.

"Prije modernizacije sustav je bio neprecizan i nestabilan — tehnološki parametri često su odstupali od zahtjeva procesa, a puhalice i ventili radili su neučinkovito, što je rezultiralo velikom potrošnjom energije. Zahvaljujući implementaciji novih upravljačkih algoritama stabilizirali smo razinu kisika, uveli dinamičku regulaciju puhala i omogućili automatsko upravljanje ventilima za prozračivanje. Kao rezultat našeg rada, sada je moguća glatka i precizna kontrola sustava prozračivanja,"
- naglašava Tomasz Prusinowski, izvršni direktor ATER Logic, integratora odgovornog za implementaciju.

Treće područje obuhvaćeno modernizacijom uključivalo je poboljšanje operativne sigurnosti. Prethodno nekompatibilni sustavi povećali su rizik od kvarova, onemogućili optimizaciju i potrebne izmjene te im je nedostajalo sveobuhvatno praćenje opreme. Implementacija je rezultirala jedinstvenim alarmnim i dijagnostičkim sustavom koji omogućava daljinski nadzor većine objekata. Kao rezultat toga, softver i kontroleri sada rade unutar jednog, standardiziranog okruženja. Smanjeni su zastoji i troškovi popravka, poboljšana pouzdanost opreme, a operativna sigurnost znatno je povećana.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

U sklopu planiranih radova isporučena je i puštena u rad industrijska mreža, a postupno su opskrbljeni specijalizirani kontrolni ormari.

Učinci modernizacije upravljačkog algoritma

U sklopu modernizacije zamijenjeni su kontroleri različitih proizvođača redundantni Siemens SIMATIC S7‑1500H kontroleri koji upravljaju cijelim objektom. Osim toga, isporučena je inženjerska radna stanica opremljena softverom TIA Portal i naručen. Ova radna stanica omogućuje potpuni rad glavnog kontrolera, analizu performansi algoritma i mogućnost uvođenja modifikacija u upravljačku logiku za cijelu stranicu.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Prethodno raspršeni sustav, temeljen na više računala i nedosljednim rješenjima, zamijenjen je jednim modernim, redundantnim postavkama izgrađenim na kontroleru SIMATIC S7-1500.

"Prije je provedba promjena u algoritmima bila teška - nije bilo inženjerskih alata kao što je TIA Portal, a svaki dio upravljačkog sustava radio je u zasebnom okruženju. Nova arhitektura pruža potpunu kontrolu, razvojne mogućnosti i mogućnost održavanja dosljednog sustava upravljanja,"
- napominje Tomasz Prusinowski.

Uz zamjenu kontrolnog algoritma, objedinjen je i cijeli kontrolni sloj. Zahvaljujući softveru TIA Portal implementirana je standardizirana upravljačka logika za cijeli objekt. To je omogućilo uvođenje jednog koherentnog sustava. Sve tehnološke jedinice sada dijele jedinstveno sučelje, alarme, upravljačku strukturu i arhiviranje podataka. Kao rezultat toga, rad operatora je učinkovitiji, odgovor na odstupanja je brži, a cjelovita povijest procesa omogućuje temeljitu analizu optimizacije.

Najvažnija inovacija u upravljačkom sustavu bila je implementacija nejasnog logičkog kontrolera. Istovremeno analizira više parametara procesa, uključujući koncentraciju kisika, organsko opterećenje, protok otpadnih voda, koncentraciju mulja, stanje aktivnog mulja i opterećenje bioloških komora. Na temelju tih podataka određuje optimalnu potrebu za kisikom. Regulator glatko regulira puhalice, zračne ventile i raspodjelu zraka između bioloških zona.

"Za razliku od prethodnog sustava, kontroler ne reagira na binarni način uključivanja/isključivanja - umjesto toga predviđa i prilagođava se promjenama procesa. Održava stabilnu razinu kisika čak i u uvjetima koji se brzo mijenjaju,"
- naglašava Tomasz Prusinowski.

Ključne prednosti modernizacije

U sklopu modernizacije potpuno je zamijenjena sva oprema odgovorna za nadzor tehnoloških procesa.
Ključni element nove infrastrukture bio je dodavanje poslužiteljskog ormara u kojem se nalaze dva redundantna Siemens S7-1500H kontrolera zajedno s računalnim sustavom visoke dostupnosti.
Ovo rješenje osigurava kontinuirani rad upravljačkog sustava — u slučaju kvara jednog kontrolera, drugi odmah preuzima njegove funkcije bez utjecaja na tekuće procese upravljanja.

Objedinjavanje korisničkog sučelja u cijelom objektu, centralizacija arhiviranja procesnih podataka i implementacija inženjerske radne stanice značajno su poboljšali pouzdanost, transparentnost i analitičke mogućnosti upravljačkog sustava. Ove mjere također su pojednostavile rad i tehničko održavanje.

Zamjena hardvera koju je proveo ATER Logic imala je za cilj osigurati visoku pouzdanost i neprekidan rad sustava. Modernizacija se uglavnom temeljila na Siemensovim hardverskim i softverskim rješenjima. Redundantni PLC kontroleri smanjuju rizik od zastoja, dok SITOP napajanja i UPS moduli održavaju sustav pokretnim čak i u slučaju nestanka struje. Zahvaljujući distribuiranom ET200SP I/O stanice i novom komunikacijskom mrežom, sustav se može lako proširiti i integrirati s dodatnim uređajima. U međuvremenu, implementirani zaštitni uređaji štite operatere i opremu od kvarova i prenapona, a nova komunikacijska infrastruktura i sustav izvještavanja SQL Server Reporting Services omogućuju brži rad, kao i učinkovito izradu analiza procesa i izvješća.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

Implementacija inženjerske radne stanice temeljene na TIA Portal poboljšala je pouzdanost upravljačkog sustava i pojednostavila rad i tehničko održavanje.

Siemens je odigrao ključnu ulogu u modernizaciji upravljačkog i komunikacijskog sustava, pružajući tehničku podršku i isporuku rješenja za automatizaciju. Tvrtka je služila kao projektni partner, savjetujući o arhitekturi sustava i odabiru optimalnih komponenti.
Lukaš Kurzyna, IZVRŠNI DIREKTOR, PWiK u Suwałkach Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP napajanja i UPS moduli održavaju sustav pokretnim čak i u slučaju nestanka struje.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Zahvaljujući distribuiranim ET200SP I/O stanicama i novoj komunikacijskoj mreži, sustav se može lako proširiti i integrirati s dodatnim uređajima.

Kao rezultat implementacije osigurano je jedinstveno korisničko sučelje u svim objektima, što znatno olakšava rad, dijagnostiku i nadzor. Važan element koji je povećao upotrebljivost bilo je i poboljšanje i automatizacija procesa pročišćavanja u biološkom dijelu.
Modernizacija upravljačkih algoritama za puhala i ventila omogućila je stabilizaciju razine kisika u biološkim komorama i optimizaciju potrošnje energije.

"Prozračivanje obično čini 50— 60% operativnih troškova postrojenja za pročišćavanje, zbog čega je poboljšanje tih procesa značajno povećalo učinkovitost postrojenja i omogućilo značajne uštede energije za njegov rad,"
- naglašava Tomasz Prusinowski iz ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Provedeni rad preveo je u još bolju sposobnost zadovoljavanja potreba stanovnika Suwałki i okolnih područja.

Modernizacija je omogućila praćenje svih objekata u realnom vremenu s jedne radne stanice, ubrzano otkrivanje i rješavanje kvarova te omogućio daljinski nadzor nad instalacijom. Također je otvorio nove mogućnosti za PWiK Suwałki u smislu automatiziranog nadzora, autonomnog rada i implementacije inteligentnih strategija upravljanja.

"Važan cilj provedbe bio je i priprema postrojenja za pročišćavanje za buduće nadogradnje. Zahvaljujući izvrsnoj suradnji između klijenta, integratora i pružatelja tehnologije, stvorili smo uvjete za daljnje širenje automatizacije u budućnosti. Osigurali smo bolju integraciju s drugim sustavima u pogonu, kao što su upravljanje muljem, postrojenje za bioplin i prijemne stanice,"
- objašnjava Sławomir Kalita iz Siemens.

Modernizacija je dovela naš objekt u eru inteligentnog, autonomnog upravljanja resursima. Sve će se to pretvoriti u još bolje postizanje naših ciljeva, poboljšanu pouzdanost sustava, primjetnu uštedu energije i, prije svega, mogućnost još boljeg zadovoljavanja potreba stanovnika Suwałki i okolnih područja.
Andrzej Maziarz, PWiK Suvalki