ATER Logicが実施したスヴァウキの廃水処理プラントの近代化により、個々の設備に統一された制御システムを実装できるようになりました。
このプロセスでシーメンスの機器とソフトウェアを使用したことで、プラントの運用が合理化されました、診断とプロセス監視を可能にし、設備の運用上の安全性を高めました。
スヴァウキの上下水道会社（PwiK Suwałki Sp.z o.o.）は、市の住民への水の供給と、廃水の収集と処理を担当しています。工場は、市全体、近くの村、下水道のない地域から廃水を受け取ります。2024年まで、処理プラントは分散した時代遅れの制御およびプロセス視覚化システムを使用して運営されていました。必要ではあるが調整されていない自動化の拡張の結果、施設のさまざまな部分がさまざまなコントローラー、ソフトウェアプラットフォーム、および監視システムを使用して運用されていました。このような状況により、日常業務が困難になり、効果的な障害検出が妨げられました。
「処理プラントで最も深刻な問題は、使用されている制御システムの多様性と非効率性でした。設備ごとにユーザーインターフェイスが異なり、統一されたデータ表示方法がなく、プロセスデータのアーカイブが不完全でした。さらに、技術サポートの欠如と修正を導入できないことが、日々の業務を著しく妨げていました。」
-PwiK Suwałki Sp.z o.oのCEO、ウカシュ・クルジナは回想します。
廃水処理プラントのオペレーターにとってもう1つの重要な点は、硝化と脱窒の適切な過程において重要な役割を果たす生物室での曝気プロセスでした。送風機、ディフューザー、エアバルブの制御が不適切だと、エネルギー消費量が最適でなくなり、酸素レベルが変動し、処理された廃水のパラメーターが不安定になりました。これにより、該当する環境基準を満たさないリスクが高まりました。
近代化プロセスの重要な課題の1つは、送風機、ディフューザー、およびエアバルブの運転制御の効率を高めることでした。
処理プラントの近代化を開始した主な理由は、分散している既存のセットアップを1つのまとまりのあるシステムに置き換えることによって、制御システムを統一する必要があったからです。この実装は、曝気プロセスを改善し、施設の信頼性と運用上の安全性を高めることも目的としていました。
合計10か月間続いたこのプロジェクトは、2024年7月の契約締結から始まりました。第一段階には、監視システムの設計、プレハブ、納入が含まれていました。
近代化後は、送風機とバルブを適切に操作することで、生物室内の技術的パラメータが安定し、エネルギー消費量が正確に最適化されます。
計画された作業の一環として、産業用ネットワークの提供と試運転が行われ、10の技術分野に特化した制御計装配電盤（AkPia）が徐々に供給されました。次の段階で、システム全体が試運転され、最適化されました。プロジェクトは2025年5月にスタッフトtraining で終了しました。
すべての作業は、施設が完全に稼働している間に行われたことを強調しておきます。すべてのシステムとソフトウェアは、技術的プロセスを中断することなく実装されました。「シーメンスのコンポーネントをベースにした新しいソリューションは、処理プラントの信頼性と運用上の安全性の向上に貢献しています。
「1つのワークステーションからすべての施設を一元的にリアルタイムに監視できるので、障害の検出と解決に役立ち、リモート監視も可能です。すべてのプラントシステム用の新しい制御アルゴリズムの開発は、具体的で期待される結果をもたらしました。特に、送風機とバルブの新しい操作により、とりわけ、生物室内の技術的パラメータの安定化とエネルギー消費の正確な最適化が可能になります。」
PwiK Suwałkiの技術開発ディレクターであるAndrzej Maziarzは説明します。
スヴァウキの廃水処理プラントの制御システムの近代化は、冗長構成のS7‑1500シリーズコントローラ（S7‑1517H‑3PN）に基づいていました。キーデバイスの冗長性により、システム全体の信頼性と安定性が大幅に向上しました。シーメンスの機器を使用しているため、技術プロセスは故障のリスクを最小限に抑えながら、一貫した方法で制御されるようになりました。'
「近代化の一環として、ATER Logicのスペシャリストが制御インフラストラクチャの包括的な交換と拡張を行いました。以前は分散していたシステムは、複数のコンピューターと一貫性のないソリューションに基づいていましたが、単一の最新の冗長構成に置き換えられました。このソリューションにより、コントローラーに障害が発生した場合でもシステムが継続的に稼働し、プロセスの安全性が高まり、予期しないダウンタイムのリスクが大幅に軽減され、設備全体の安定性と効率が向上します。すべての技術施設は単一の監督センターに接続されています。その結果、プラントの運用が簡単になり、人為的ミスのリスクが減り、故障診断と脅威への対応がはるかに迅速になりました。」
-シーメンスポーランドのセールスマネージャー、スワウォミール・カリタを評価しています。
実装のもう一つの重要な分野は、エアレーション制御ロジックの変更でした。
「近代化以前は、システムが不正確で不安定でした。技術的なパラメータがプロセスの要件から逸脱することが多く、送風機やバルブの動作が非効率で、エネルギー消費量が多かったです。新しい制御アルゴリズムの実装のおかげで、酸素レベルを安定させ、動的な送風機制御を導入し、エアレーションバルブの自動制御を可能にしました。私たちの努力の結果、エアレーションシステムのスムーズで正確な制御が可能になりました。」
-実装を担当するインテグレーターであるATER LogicのCEO、トマシュ・プルシノフスキーを強調しています。
近代化の対象となった3番目の分野は、運用上の安全性の向上でした。以前は互換性のなかったシステムでは、故障のリスクが高まり、最適化や必要な変更が不可能になり、包括的な機器監視ができませんでした。この導入により、アラームと診断のシステムが統一され、ほとんどの施設を遠隔監視できるようになりました。その結果、ソフトウェアとコントローラーは単一の標準化された環境内で動作するようになりました。ダウンタイムと修理コストが削減され、機器の信頼性が向上し、操作の安全性が大幅に向上しました。
計画された作業の一環として、産業用ネットワークの納入と試運転が行われ、専用の制御キャビネットが段階的に供給されました。
近代化の一環として、さまざまなメーカーのコントローラーがに置き換えられました 冗長なシーメンスSIMATIC S7‑1500Hコントローラー 施設全体を管理します。さらに、 TIA Portal ソフトウェアを搭載したエンジニアリングワークステーションが納品されました と委託されました。このワークステーションでは、メインコントローラーのフル稼働、アルゴリズムのパフォーマンスの分析、サイト全体の制御ロジックの変更が可能になります。
以前は分散していたシステムは、複数のコンピューターと一貫性のないソリューションに基づいていましたが、SIMATIC S7‑1500コントローラー上に構築された最新の冗長構成に置き換えられました。
「以前は、アルゴリズムの変更を実装することは困難でした。TIA Portal ようなエンジニアリングツールはなく、制御システムの各部分は別々の環境で動作していました。新しいアーキテクチャでは、完全な制御、開発機能、一貫した制御システムの維持が可能になります。」
-トマシュ・プルシノフスキーは言います。
制御アルゴリズムの置き換えとともに、制御層全体も統一されました。TIA Portal ソフトウェアのおかげで、標準化された制御ロジックが施設全体に実装されました。これにより、1つの一貫したシステムを導入することが可能になりました。現在、すべての技術ユニットは、統一されたインターフェース、アラーム、制御構造、およびデータアーカイブを共有しています。その結果、オペレーターの作業がより効率的になり、偏差への対応が速くなり、完全なプロセス履歴から徹底的な最適化分析が可能になります。
制御システムにおける最も重要な革新は、ファジーロジックコントローラーの実装でした。酸素濃度、有機物負荷、廃水流、汚泥濃度、活性汚泥の状態、生物室への負荷など、複数のプロセスパラメータを同時に分析します。このデータに基づいて、最適な酸素需要量を決定します。コントローラーは、送風機、エアバルブ、および生物ゾーン間の空気の分配をスムーズに調整します。
「以前のシステムとは異なり、コントローラーはバイナリのオン/オフ方式ではなく、プロセスの変化を予測して適応します。急速に変化する状況下でも安定した酸素レベルを維持します。」
-トマシュ・プルシノフスキーを強調します。
近代化の一環として、技術プロセスを監視するすべての機器が完全に交換されました。
新しいインフラストラクチャの重要な要素は、可用性の高いコンピューターシステムに加えて、2つの冗長Siemens S7‑1500Hコントローラーを収容するサーバーキャビネットの追加でした。
このソリューションは、制御システムの継続的な運用を保証します。一方のコントローラーに障害が発生した場合、進行中の制御プロセスに影響を与えることなく、もう一方のコントローラーがすぐに機能を引き継ぎます。
施設全体にわたるユーザーインターフェイスの統一、プロセスデータのアーカイブの一元化、エンジニアリングワークステーションの導入により、制御システムの信頼性、透明性、分析機能が大幅に向上しました。これらの措置により、運用と技術的保守も簡素化されました。
ATER Logicが行ったハードウェアの交換は、高い信頼性と中断のないシステム運用を確保することを目的としていました。近代化は主にシーメンスのハードウェアとソフトウェアのソリューションに基づいていました。冗長PLCコントローラーはダウンタイムのリスクを最小限に抑えますが、 SITOP電源とUPSモジュールは、停電時でもシステムを稼働させ続けます。 配布してくれてありがとう ET200SP 入力/出力ステーション そして新しい通信ネットワークでは、システムを簡単に拡張し、他のデバイスと統合することができます。一方、実装された保護装置は、オペレーターと機器を障害や電圧サージから保護します。新しい通信インフラストラクチャとSQL Server Reporting Servicesレポートシステムにより、操作が迅速になり、プロセス分析とレポートを効率的に作成できます。
TIA Portal に基づくエンジニアリングワークステーションの導入により、制御システムの信頼性が向上し、運用と技術保守が簡素化されました。
シーメンスは、技術サポートと自動化ソリューションの提供の両方を提供し、制御および通信システムの近代化において重要な役割を果たしました。同社はプロジェクトパートナーとして、システムアーキテクチャと最適なコンポーネントの選択について助言しました。
SITOP電源とUPSモジュールは、停電時でもシステムを稼働させ続けます。
分散型のET200SP I/Oステーションと新しい通信ネットワークのおかげで、システムを簡単に拡張したり、他のデバイスと統合したりできます。
実装の結果、すべての施設で統一されたユーザーインターフェイスが確保され、操作、診断、監視が非常に簡単になりました。使いやすさを向上させた重要な要素は、生物学部門の精製プロセスの改善と自動化でもありました。
送風機とバルブの制御アルゴリズムの近代化により、生物室内の酸素レベルを安定させ、エネルギー消費を最適化することが可能になりました。
「エアレーションは通常、処理プラントの運用コストの50〜60％を占めます。そのため、これらのプロセスを改善することでプラントの効率が大幅に向上し、運用のエネルギーを大幅に節約できます。」
-ATER Logicのトマシュ・プルシノフスキーを強調します
実施された作業により、スヴァウキとその周辺地域の住民のニーズを満たす能力がさらに向上しました。
近代化により、1つのワークステーションからすべての施設をリアルタイムで監視できるようになり、障害の検出と解決が迅速になり、設備のリモート監視が可能になりました。また、自動監視、自律運転、インテリジェント制御戦略の実装という点で、PWiK Suwałkiに新たな機会をもたらしました。
「導入の重要な目的は、将来のアップグレードに備えて処理プラントを準備することでもありました。クライアント、インテグレーター、テクノロジープロバイダー間の素晴らしい協力のおかげで、将来の自動化のさらなる拡大のための条件が整いました。汚泥管理、バイオガスプラント、受入ステーションなど、施設内の他のシステムとの統合が強化されました。」
-シーメンスのスワウォミール・カリタは説明します。
近代化により、私たちの施設はインテリジェントで自律的な資源管理の時代になりました。これらすべてが、私たちの目標のさらなる達成、システムの信頼性の向上、顕著な省エネ、そして何よりも、スヴァウキとその周辺地域の住民のニーズにさらに応える能力につながります。