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小規模下水処理場の最適化

エネルギー効率の高い機器と使いやすい最先端の制御システムは、従業員の作業負荷を軽減し、エネルギーコストを削減することで自治体の費用を節約します。環境、人々、そして自治体にとって真の双方にメリットがあります。

ドイツのヴュルツブルク市から北東にわずか数キロの小さな町プロッセルスハイムでは、凍えるほど寒い朝です。地方自治体および産業用の上下水道サービスプロバイダーであるSüdWasserのチームは、Siemens 協力して、プロッセルスハイム下水処理場の下水取水口リフトステーションのレベル監視システムの交換に取り組んでいます。新しいレーダーレベルメーターは、ポンプステーションのレベルを継続的に監視し、その測定値をSIMATIC WinCC Unified Controlシステムに転送して、文書化、視覚化、アーカイブします。このソリューションにより、プロッセルスハイム市に勤務するエルマー・ショールは、Webブラウザを介した柔軟なリモートアクセスにより、外出先でも自宅でも、いつでも下水ポンプのスイッチポイントを調整し、リフトステーションのパフォーマンスを最適化できます。

エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場空中ショット
マイケル・ワーナーの顔写真

90年代から2024年まで

レーダーレベルメーターは、小規模工場の下水処理ユニットに最近追加されたもので、処理能力は人口換算でわずか1,500人です。ドイツ全土に同じような規模のプラントがあります。SüdWasserのエンジニア、Michael Wernerが思い出すように、アップグレード前の初期状況もそのようなプラントでは非常に一般的でした。 「下水処理場は1993年に稼働しました。30年後、工場に設置された多くのユニットが今日の効率基準を満たさなくなり、制御技術も時代遅れになりました。」 これが、プロッセルスハイムがSüdWasserと契約してプラントの全面的なオーバーホールを実施した理由です。 「私たちは基本的にすべてのプロセスと制御技術を最先端のシステムで更新しました。」

要件:信頼性、効率性、操作のしやすさ

プロッセルスハイムは小さな自治体で、下水処理場を運営するための時間とスタッフは不足しています。適切な制御システムを選択する際、信頼性が最も重要だったと、自治体のインフラサービス部門に勤務するショールは言います。 「下水処理場の監視と運営は私の責任の1つにすぎません。私は毎日の測定と検査のためだけに現場にいます。それ以外の時間は、プラントをできるだけ自動モードで稼働させ、最小限の時間で最高の結果を得る必要があります。」

エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場の肖像画:エルマー・ショル
エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場のローカルオペレーターパネル

制御システム用の魅力的なパッケージ

プラッセルスハイムとズードワッサーにとって、プラントに適した制御システムを選択することは価格だけの問題ではありませんでした。 「もちろん、これは小さな自治体にとっては重要な側面ですが」 とウェルナーは言います。ショールにとって、決定的な要因は、プロッセルスハイム近郊のコミュニティの下水処理場のオペレーターからの肯定的なフィードバックでした。 「私たちはそこのオペレーターに、特に問題が発生したときに、解決策に満足しているかどうか尋ねました。彼らが教えてくれたのは、Siemens スはプロジェクトパートナーとして素晴らしいサポートを提供してくれるということでした。1本の電話で、問題は解決します。」 結局、Siemens 近代化パッケージは条件を満たし、Siemens 電気および制御システムの供給と統合の契約を獲得しました— 「そして、それは正しい決断でした」 ヴェルナーは確認する。

オペレーターの操作はすべて、PC、ローカルのオペレーターパネル、またはモバイルデバイスで同じように見え、感じられます。

オンサイトでもリモートでも、信頼性の高い監視と文書化を行います

2023年以来、プロッセルスハイム下水処理場は、Siemens 制御システムとプラントオートメーションの統合ソリューションを使用してきました。雨水オーバーフロータンクなどのリモート分散システムは、Telecontrol Server Basicを使用して安全なVPN(仮想プライベートネットワーク)ベースのセルラーネットワークアクセスを介して制御システムおよびリモートメンテナンスシステムに接続され、ここでもシステムが中断されないようにしています。すべての操作を監視および制御できます SIMATIC WinCC Unified、モバイルタブレットPC経由も含みます。リモートアクセスにはウェブブラウザのみが必要なため、ソリューションのメンテナンスは不要です。また、統合されたサイバーセキュリティ機能により、重要なインフラストラクチャシステムに不可欠な安全なリモートアクセスが保証されます。

タブレットを見ている中年男性。
エステンフェルト・プロッセルスハイム下水処理場プラントの挙動の分析

たった1日でシームレスに近代化できます

Siemens、プロッセルスハイムが他の小規模下水処理場の設計図のような役割を果たすようにソリューションを設計しました。標準化され調和のとれたコンポーネントは、制御および自動化システムの簡単な近代化をサポートします。Siemens プロッセルスハイムでこれを完全に果たすことができたと、ショールは振り返ります。 「私たちの工場では、水を数日間緩衝することはできないので、継続的な操業中に近代化を行う必要がありました。」 そして、これがまさに切り替えの経緯です: 「たった1日で、乗組員は古いキャビネットを取り出し、新しいキャビネットを取り付けてシステムを接続しました。同じ日の夕方、プラントは稼働しました。帽子を脱いでください!」

スムーズな移行

古いシステムから新しいシステムへの移行は、Schollにとっても同じくらいスムーズでした。オペレーターの操作はすべて、PC、ローカルのオペレーターパネル、またはモバイルデバイスで同じように見えたり感じたりするので、システムは非常に直感的です。 「システム内での作業や、たとえばセットポイントの調整はとても簡単です。」 とショールは言います。 「ログインして一度クリックしたら、何をすべきかがわかります。training コースは必要ありません。」 直感的なソリューションは最小限のtraining で済むので、同僚は必要なときに簡単にショールの代わりをすることができます。ズードワッサーの水処理技術者であるアニカ・シュルタイスはこれを確認しています。彼女はSchollを含む下水処理場のスタッフを現場での最適化でサポートしています。また、SIMATIC WinCC Unified fiedでの仕事も好きです。 「たとえば、トレンドビューを使用して、システムの動作、つまり行った変更、プラントの変更、結果を簡単に追跡できます。」

エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場のモバイルオペレーション
エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場のタンク

透明性はプロセスの最適化をサポートします

そして、近代化プロジェクトの成果はすでに印象的です。古いプロセスユニットを交換するだけで、自治体の1日あたり約500 kWhの電力を節約できます。 「それはすでに市長から賞賛されています。」 ショールはにやにや笑いながら言います。すべてのエネルギー消費データは、SENTRON PACデバイスによって記録され、制御システムに送信されます。新しい制御システムによる透明性の向上は、SchollとSchultheißの将来のプロセス最適化にも役立ちます。 「私たちは、治療性能とエネルギー効率のさらなる向上に取り組んでいます。」 と技術者は言います。

自動通知とアラート

工場で何かが計画どおりに機能しない場合は、Schollにテキストメッセージで自動的に通知されます。間もなく、この通知は次の内容で補完されます Alarm Control Center アプリ Siemens ソリューションパートナーであるAlarm IT Factory から。アプリは、関連する通知、メッセージステータス、チームの空き状況を指定された受信者に送信します。もう一つの便利な機能:優先度の高い夜間アラートが携帯電話の着信音を鳴らし、メッセージが確認されるまで繰り返されます。

エステンフェルトプロッセルスハイム下水処理場制御システム

マウスをクリックするだけで済む規制報告

制御システムとWinCCアドオンの組み合わせ PM-分析 また、面倒なメンテナンスの紙ベースの操作ログの代わりにもなります。すべてのデータはデジタルで記録されるので、Schollは手動のプローブや測定の結果を含め、さまざまなソースからのデータを追跡して分析できます。作業負荷を大幅に軽減する機能の1つは、DWA(ドイツ上下水道・廃棄物協会)の必須レポートの作成とDaBayインターフェースを介した送信です。Schollはこの機能に特に感謝しています。 「以前は、ログブックにプロセスの値を記録し、これらの値を手動でコンパイルして分析する必要がありました。これには2、3日かかりました。そして、もちろん、計算エラーや間違いも起こりました。」 現在、DWA準拠の報告には4〜5時間しかかかりません。すべてのデータは、ワンクリックで適切なテンプレートにまとめられます。あとは、レポートを確認して水道局に送るだけです。

治療プロセスの理解が深まりました

Wernerにとって、新しい制御システムの利点は、日常業務やプラント効率の向上だけではありません。また、このシステムにより、オペレーターは高価なセンサーを必要とせずに、プラントやプラントからのデータにアクセスしやすくなります。 「手元にあるデータでできることはもっとあります。これにより、治療プロセスをより適切に制御できます。これにより、オペレーターは自信を持って新しい戦略を試すことができます。したがって、新しい制御システムにより、治療プロセス全体の理解が深まります。」 リフティングステーションを統合することも、この理解の向上に貢献することは間違いありません。残りのリモートステーションをアップグレードするための入札募集はすでに準備中です、とWerner氏は言います。 「そして、Siemens もそれらの契約を確保してくれるといいですね。」

小規模下水処理場の設計図

Siemens、透明なプラント運営に必要なすべてのコンポーネントを含む包括的なハードウェアとソフトウェアのパッケージで、プロッセルスハイム施設のような小規模下水処理プラントの近代化と自動化をサポートしています。SIMATIC WinCC Unified は制御システムとして、オペレーターパネルによる第2レベルの運用の場合はSIMATIC WinCC、プラントオートメーション用のSIMATICコントローラー、SENTRON PACエネルギー監視システム、遠隔制御、およびデータ分析とDM用のWinCCアドオンPM-ANALYZEです。WAに準拠したレポート。パッケージは特定の要件に簡単に適合させることができ、完全に以下のように設計されています TIA Portal。プロジェクトエンジニアリングをさらに簡素化するために、Siemens ユーザーに無料のアプリケーション例を提供しています。したがって、プラントオペレーターとシステムインテグレーターは、優れた価格対性能比を備えた包括的なソリューションの恩恵を受けます。

エステンフェルト・プロッセルスハイム下水処理場の用途例