Skip to main content
Šis puslapis rodomas naudojant automatinį vertimą. View in English instead?
CASE Study Efektyvus valymas modernizuojant automatiką
ATVEJO TYRIMAS

Efektyvus valymas modernizuojant automatizavimą

“ATER Logic” atliktas nuotekų valymo įrenginių modernizavimas Suvalkuose leido įdiegti vieningą atskirų įrenginių kontrolės sistemą.

“Siemens” įrangos ir programinės įrangos naudojimas šiame procese padėjo supaprastinti gamyklos veiklą, įgalino diagnostiką ir procesų stebėjimą, padidino įrenginio eksploatacinę saugą.

Vandens ir kanalizacijos įmonė Suvalkuose (PWik Suwałki Sp. z o.o.) yra atsakinga už vandens tiekimą miesto gyventojams bei nuotekų surinkimą ir valymą. Gamykla priima nuotekas iš viso miesto, netoliese esančių kaimų ir neapželdintų vietovių. Iki 2024 m. valymo įrenginys veikė naudojant išsklaidytą ir pasenusią kontrolės ir procesų vizualizavimo sistemą. Dėl būtinų, bet nesuderintų automatikos išplėtimų skirtingos objekto dalys buvo eksploatuojamos naudojant įvairius valdiklius, programinės įrangos platformas ir priežiūros sistemas. Tokia situacija apsunkino kasdieninį darbą ir trukdė veiksmingai nustatyti gedimus.

“Rimčiausia problema valymo įrenginyje buvo naudojamų kontrolės sistemų įvairovė ir neefektyvumas. Kiekviena instaliacija turėjo skirtingą vartotojo sąsają, nebuvo vieningo duomenų pateikimo būdo, o proceso duomenų archyvavimas buvo neišsamus. Be to, technologinės paramos stoka ir nesugebėjimas įvesti pakeitimų labai trukdė kasdieniam darbui.
- primena Łukasz Kurzyna, PWiK Suwałki Sp. z o.o. CEO.

Kitas svarbus aspektas nuotekų valymo įrenginių operatoriams buvo aeracijos procesas biologinėse kamerose, kuris vaidina lemiamą vaidmenį tinkamai nitrifikacijos ir denitrifikacijos eigai. Netinkamas orapūčių, difuzorių ir oro vožtuvų valdymas sąlygojo neoptimalias energijos sąnaudas, sukėlė deguonies lygio svyravimus ir nulėmė valytų nuotekų parametrų nestabilumą. Tai padidino riziką, kad nebus laikomasi taikomų aplinkosaugos standartų.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Vienas iš pagrindinių modernizavimo proceso uždavinių buvo padidinti orapūčių, difuzorių ir oro vožtuvų veikimo valdymo efektyvumą.

Įgyvendinimo tikslas: vieninga automatizavimo sistema

Pagrindinė valymo įrenginių modernizavimo inicijavimo priežastis buvo būtinybė suvienodinti valdymo sistemą, pakeičiant esamas išsklaidytas sąstatas viena darnia sistema. Įgyvendinant taip pat buvo siekiama pagerinti aeracijos procesą ir padidinti objekto patikimumą ir eksploatacinę saugą.
Projektas, trukęs iš viso dešimt mėnesių, prasidėjo sutarties pasirašymu 2024 metų liepą. Pirmasis etapas apėmė priežiūros sistemos projektavimą, paruošimą ir pristatymą.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Po modernizavimo tinkamas orapūčių ir vožtuvų veikimas užtikrina technologinių parametrų stabilizavimą biologinėse kamerose ir tikslų energijos suvartojimo optimizavimą.

Vykdant planuojamus darbus buvo pristatytas ir užduotas eksploatuoti pramoninis tinklas, o dešimčiai technologinių sričių palaipsniui buvo tiekiami specializuoti valdymo ir prietaisų skirstomieji skydai (AKPiA). Tolesniais etapais visa sistema buvo užsakyta ir optimizuota. Projektas baigtas darbuotojų training 2025 m. gegužės mėn.
Verta pabrėžti, kad visi darbai buvo atlikti, kol įrenginys liko visiškai veikiantis. Visos sistemos ir programinė įranga buvo įdiegtos nenutraukiant technologinio proceso. “Naujieji sprendimai, pagrįsti “Siemens” komponentais, prisidėjo prie valymo įrenginių patikimumo ir eksploatacijos saugumo didinimo.

“Centralizuotas visų įrenginių stebėjimas realiuoju laiku iš vienos darbo vietos padeda aptikti ir išspręsti gedimus, taip pat leidžia nuotolinę priežiūrą. Naujų valdymo algoritmų kūrimas visoms gamyklų sistemoms davė konkrečių, laukiamų rezultatų. Visų pirma, nauja orapūtės ir vožtuvų eksploatacija, be kita ko, užtikrina technologinių parametrų stabilizavimą biologinėse kamerose ir tikslų energijos suvartojimo optimizavimą”
aiškina Andrzej Maziarz, “PWiK Suvalki” technikos ir plėtros direktorius.

Kokybės gerinimas kontrolės srityje

Suvalkų nuotekų valymo įrenginyje valdymo sistemos modernizavimas buvo paremtas nereikalingais S7‑1500 serijos valdikliais (S7‑1517H‑3PN). Pagrindinių prietaisų atleidimas žymiai padidino visos sistemos patikimumą ir stabilumą. Dėl “Siemens” įrangos naudojimo technologiniai procesai dabar kontroliuojami nuosekliai, su minimalia gedimo rizika. ”

“Vykdydami modernizaciją, “ATER Logic” specialistai atliko visapusišką valdymo infrastruktūros pakeitimą ir išplėtimą. Anksčiau išsklaidyta sistema, pagrįsta keliais kompiuteriais ir nenuosekliais sprendimais, buvo pakeista viena, modernia, nereikalinga sąranka. Šis sprendimas užtikrina nenutrūkstamą sistemos darbą net ir sugedus valdikliui, aukštesnį procesų saugos lygį ir žymiai sumažintą neplanuotų prastovų riziką, o tai reiškia didesnį viso įrenginio stabilumą ir efektyvumą. Visi technologiniai įrenginiai buvo prijungti prie vieno priežiūros centro. Dėl to gamyklos eksploatacija tapo paprastesnė, sumažėjo žmogiškų klaidų rizika, o gedimų diagnostika ir reagavimas į grėsmes yra daug greitesnis”,
- vertina “Siemens Poland” pardavimų vadybininkas Sławomir Kalita.

Kita svarbi įgyvendinimo sritis buvo aeracijos valdymo logikos pakeitimas.

“Prieš modernizavimą sistema buvo netiksli ir nestabili — technologiniai parametrai dažnai nukrypo nuo proceso reikalavimų, o orapūtės ir vožtuvai veikė neefektyviai, todėl buvo suvartojamos didelės energijos. Įdiegę naujus valdymo algoritmus stabilizavome deguonies lygį, įdiegėme dinaminį orapūtės reguliavimą ir įgalinome automatinį aeracijos vožtuvų valdymą. Dėl mūsų darbo dabar galima sklandžiai ir tiksliai valdyti aeracijos sistemą,”
- pabrėžia Tomasz Prusinowski, “ATER Logic” CEO, integratorius, atsakingas už įgyvendinimą.

Trečioji modernizavimo sritis buvo veiklos saugos gerinimas. Anksčiau nesuderinamos sistemos padidino gedimų riziką, padarė optimizavimą ir būtinus pakeitimus neįmanomus, jiems trūko išsamaus įrangos stebėjimo. Įgyvendinus buvo sukurta vieninga signalizacijos ir diagnostikos sistema, leidžianti nuotoliniu būdu prižiūrėti daugumą objektų. Todėl programinė įranga ir valdikliai dabar veikia vienoje, standartizuotoje aplinkoje. Sumažėjo prastovos ir remonto kaštai, pagerėjo įrangos patikimumas, ženkliai padidinta eksploatacijos sauga.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

Vykdant planuojamus darbus, buvo pristatytas ir užsakytas pramoninis tinklas, laipsniškai tiekiamos specializuotos valdymo spintos.

Valdymo algoritmo modernizavimo poveikis

Vykdant modernizavimą, įvairių gamintojų valdikliai buvo pakeisti nereikalingi Siemens SIMATIC S7‑1500H valdikliai kurie valdo visą objektą. Be to, buvo pristatyta inžinerinė darbo vieta su TIA Portal programine įranga ir užsakyta. Ši darbo vieta įgalina visapusišką pagrindinio valdiklio veikimą, algoritmo veikimo analizę ir galimybę įdiegti visos svetainės valdymo logikos pakeitimus.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Anksčiau išsklaidyta sistema, paremta keliais kompiuteriais ir nenuosekliais sprendimais, buvo pakeista viena modernia, nereikalinga sąranka, pastatyta ant SIMATIC S7‑1500 valdiklio.

“Anksčiau įgyvendinti algoritmų pakeitimus buvo sudėtinga — nebuvo inžinerinių priemonių, tokių kaip TIA Portal, o kiekviena valdymo sistemos dalis veikė atskiroje aplinkoje. Naujoji architektūra suteikia visišką kontrolę, plėtros galimybes ir galimybę išlaikyti nuoseklią valdymo sistemą,”
- pažymi Tomasz Prusinowski.

Kartu su valdymo algoritmo pakeitimu buvo suvienodintas ir visas valdymo sluoksnis. “TIA Portal” programinės įrangos dėka buvo įdiegta standartizuota valdymo logika visam objektui. Tai leido įdiegti vieną nuoseklią sistemą. Visi technologiniai padaliniai dabar turi vieningą sąsają, signalizacijas, valdymo struktūrą ir duomenų archyvavimą. Dėl to operatoriaus darbas yra efektyvesnis, greitesnis reagavimas į nukrypimus, o visa procesų istorija įgalina nuodugnią optimizavimo analizę.

Svarbiausia valdymo sistemos naujovė buvo fuzzy logic valdiklio įdiegimas. Jame vienu metu analizuojami keli proceso parametrai, įskaitant deguonies koncentraciją, organinę apkrovą, nuotekų srautą, dumblo koncentraciją, aktyvuoto dumblo būklę ir biologinių kamerų apkrovą. Remiantis šiais duomenimis, jis nustato optimalų deguonies poreikį. Valdiklis sklandžiai reguliuoja orapūtes, oro vožtuvus ir oro pasiskirstymą tarp biologinių zonų.

“Skirtingai nuo ankstesnės sistemos, valdiklis nereaguoja dvejetainiu įjungimo/išjungimo būdu — vietoj to jis numato ir prisitaiko prie procesų pokyčių. Jis palaiko stabilų deguonies lygį net ir sparčiai kintančiomis sąlygomis”,
- pabrėžia Tomasz Prusinowski.

Pagrindiniai modernizavimo privalumai

Vykdant modernizavimą, buvo visiškai pakeista visa įranga, atsakinga už technologinių procesų priežiūrą.
Pagrindinis naujosios infrastruktūros elementas buvo papildyta serverių spinta, kurioje buvo du nereikalingi “Siemens S7-1500H” valdikliai ir didelio prieinamumo kompiuterinė sistema.
Šis sprendimas užtikrina nuolatinį valdymo sistemos darbą — sugedus vienam valdikliui, kitas iš karto perima jo funkcijas, nepaveikdamas vykstančių valdymo procesų.

Vartotojo sąsajos suvienodinimas visame objekte, procesų duomenų archyvavimo centralizavimas ir inžinerinės darbo vietos įdiegimas žymiai pagerino valdymo sistemos patikimumą, skaidrumą ir analitines galimybes. Šios priemonės taip pat supaprastino eksploatavimą ir techninę priežiūrą.

“ATER Logic” atliktas aparatūros pakeitimas siekė užtikrinti aukštą patikimumą ir nepertraukiamą sistemos veikimą. Modernizavimas didžiąja dalimi buvo paremtas “Siemens” aparatinės ir programinės įrangos sprendimais. Nereikalingi PLC valdikliai sumažina prastovų riziką, o SITOP maitinimo šaltiniai ir UPS moduliai palaiko sistemą veikiančią net ir nutrūkus elektros tiekimui. Ačiū paskirstytiems ET200SP I/O stotys ir naująjį ryšių tinklą, sistemą galima lengvai išplėsti ir integruoti su papildomais įrenginiais. Tuo tarpu įdiegtos apsaugos priemonės apsaugo operatorius ir įrangą nuo gedimų ir įtampos šuolių, o nauja ryšių infrastruktūra ir SQL Server Reporting Services ataskaitų teikimo sistema leidžia greičiau veikti, taip pat efektyviai kurti procesų analizes ir ataskaitas.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

“TIA Portal” pagrindu sukurtos inžinerinės darbo vietos įdiegimas pagerino valdymo sistemos patikimumą ir supaprastino eksploatavimą bei techninę priežiūrą.

Siemens atliko pagrindinį vaidmenį modernizuojant valdymo ir ryšių sistemą, teikdama tiek techninę pagalbą, tiek automatikos sprendimų pristatymą. Įmonė tarnavo kaip projekto partnerė, konsultuodama sistemų architektūros ir optimalių komponentų parinkimo klausimais.
Lukaš Kurzyna, CEO, PWiK mieste Suvalkach Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP maitinimo šaltiniai ir UPS moduliai palaiko sistemą veikiančią net ir nutrūkus elektros tiekimui.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Dėl paskirstytų ET200SP I/O stočių ir naujojo ryšio tinklo sistemą galima lengvai išplėsti ir integruoti su papildomais įrenginiais.

Įgyvendinus visus įrenginius buvo užtikrinta vienoda vartotojo sąsaja, todėl veikimas, diagnostika ir stebėjimas žymiai palengvinamas. Svarbus elementas, kuris padidino patogumą, taip pat buvo valymo proceso tobulinimas ir automatizavimas biologiniame skyriuje.
Modernizavus orapūtės ir vožtuvų valdymo algoritmus, buvo galima stabilizuoti deguonies kiekį biologinėse kamerose ir optimizuoti energijos suvartojimą.

“Aeracija paprastai sudaro 50— 60% valymo įrenginio eksploatavimo išlaidų, todėl patobulinus šiuos procesus, gamyklos efektyvumas žymiai padidėjo ir sutaupoma daug energijos jos eksploatacijai”,
- pabrėžia Tomaszas Prusinowskis iš ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Atlikti darbai išvertė į dar geresnį gebėjimą patenkinti Suvalkų ir aplinkinių vietovių gyventojų poreikius.

Modernizavimas įgalino realiu laiku stebėti visus įrenginius iš vienos darbo vietos, pagreitinti gedimų aptikimą ir šalinimą bei nuotolinę įrenginio priežiūrą. Ji taip pat atvėrė naujas galimybes PWiK Suvalkuose automatizuotos priežiūros, autonominio veikimo, intelektualių valdymo strategijų įgyvendinimo požiūriu.

“Svarbus įgyvendinimo tikslas taip pat buvo paruošti valymo įrenginius būsimiems atnaujinimams. Puikio kliento, integratoriaus, ir technologijų tiekėjo bendradarbiavimo dėka sukūrėme sąlygas tolimesniam automatizavimo plėtimui ateityje. Užtikrinome geresnę integraciją su kitomis objekte esančiomis sistemomis, tokiomis kaip dumblo tvarkymas, biodujų jėgainė ir priėmimo stotys”,
- aiškina Sławomiras Kalita iš “Siemens”.

Modernizavimas atvedė mūsų įrenginį į protingo, autonominio išteklių valdymo erą. Visa tai bus dar geresnis mūsų tikslų siekimas, geresnis sistemos patikimumas, pastebimas energijos taupymas ir, svarbiausia, galimybė dar geriau patenkinti Suvalkų ir aplinkinių vietovių gyventojų poreikius.
Andrzej Maziarz, PWiK Suvalkai