Skip to main content
Šī lapa tiek parādīta, izmantojot automātisko tulkošanu. Tā vietā skatīt angļu valodā?
CASE Study Efektīva attīrīšana, izmantojot automatizācijas modernizāciju
GADĪJUMU IZPĒTE

Efektīva attīrīšana, izmantojot automatizācijas modernizāciju

ATER Logic veiktā notekūdeņu attīrīšanas iekārtas modernizācija Suvalkos ļāva ieviest vienotu kontroles sistēmu atsevišķām iekārtām.

Siemens aprīkojuma un programmatūras izmantošana šajā procesā palīdzēja racionalizēt rūpnīcas darbību, nodrošināja diagnostiku un procesu uzraudzību, kā arī palielināja iekārtas ekspluatācijas drošību.

Ūdens un kanalizācijas uzņēmums Suvalkos (PWik Suwałki Sp. z o.o.) ir atbildīgs par ūdens piegādi pilsētas iedzīvotājiem, kā arī notekūdeņu savākšanu un attīrīšanu. Iekārta saņem notekūdeņus no visas pilsētas, tuvējiem ciematiem un neapstrādātām teritorijām. Līdz 2024. gadam attīrīšanas iekārta darbojās, izmantojot izkliedētu un novecojušu vadības un procesu vizualizācijas sistēmu. Nepieciešamo, bet nekoordinētu automatizācijas paplašinājumu rezultātā dažādas objekta daļas tika darbinātas, izmantojot dažādus kontrolierus, programmatūras platformas un uzraudzības sistēmas. Šī situācija apgrūtināja ikdienas darbību un kavēja efektīvu kļūdu noteikšanu.

“Visnopietnākais jautājums attīrīšanas iekārtā bija izmantoto vadības sistēmu daudzveidība un neefektivitāte. Katrai instalācijai bija atšķirīgs lietotāja interfeiss, nebija vienotas datu prezentācijas metodes, un procesa datu arhivēšana bija nepilnīga. Turklāt tehnoloģiskā atbalsta trūkums un nespēja ieviest izmaiņas būtiski kavēja ikdienas darbību,”
- atgādina Łukasz Kurzyna, PWiK Suwałki Sp. z o.o. izpilddirektors.

Vēl viens būtisks aspekts notekūdeņu attīrīšanas iekārtu operatoriem bija aerācijas process bioloģiskajās kamerās, kam ir izšķiroša nozīme pareizā nitrifikācijas un denitrifikācijas gaitā. Nepareiza pūtēju, difuzoru un gaisa vārstu kontrole izraisīja neoptimālu enerģijas patēriņu, izraisīja skābekļa līmeņa svārstības un izraisīja attīrīto notekūdeņu parametru nestabilitāti. Tas palielināja risku neizpildīt piemērojamos vides standartus.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Viens no galvenajiem uzdevumiem modernizācijas procesā bija palielināt pūtēju, difuzoru un gaisa vārstu darbības kontroles efektivitāti.

Īstenošanas mērķis: vienota automatizācijas sistēma

Galvenais attīrīšanas iekārtas modernizācijas uzsākšanas iemesls bija nepieciešamība vienot vadības sistēmu, aizstājot esošās izkliedētās iekārtas ar vienu saliedētu sistēmu. Īstenošanas mērķis bija arī uzlabot aerācijas procesu un palielināt objekta uzticamību un ekspluatācijas drošību.
Projekts, kas kopumā ilga desmit mēnešus, sākās ar līguma parakstīšanu 2024. gada jūlijā. Pirmais posms ietvēra uzraudzības sistēmas projektēšanu, sagatavošanu un piegādi.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Pēc modernizācijas pūtēju un vārstu pareiza darbība nodrošina tehnoloģisko parametru stabilizāciju bioloģiskajās kamerās un precīzu enerģijas patēriņa optimizāciju.

Plānotā darba ietvaros tika piegādāts un nodots ekspluatācijā rūpniecības tīkls, un desmit tehnoloģiskajām jomām pakāpeniski tika piegādāti specializēti vadības un instrumentu sadales skapji (AKPiA). Turpmākajos posmos visa sistēma tika nodota ekspluatācijā un optimizēta. Projekts noslēdzās ar personāla training 2025. gada maijā.
Ir vērts uzsvērt, ka viss darbs tika veikts, kamēr iekārta palika pilnībā darbojusies. Visas sistēmas un programmatūra tika ieviestas, nepārtraucot tehnoloģisko procesu. “Jaunie risinājumi, kuru pamatā ir Siemens sastāvdaļas, ir veicinājuši attīrīšanas iekārtas uzticamības un ekspluatācijas drošības paaugstināšanu.

“Centralizēta visu iekārtu uzraudzība reāllaikā no vienas darbstacijas palīdz mums atklāt un novērst kļūmes, kā arī nodrošina attālinātu uzraudzību. Jaunu vadības algoritmu izstrāde visām rūpnīcu sistēmām ir sniegusi konkrētus, gaidītos rezultātus. Jo īpaši jaunā pūtēju un vārstu darbība cita starpā nodrošina tehnoloģisko parametru stabilizāciju bioloģiskajās kamerās un precīzu enerģijas patēriņa optimizāciju”
skaidro Andrzej Maziarz, PWiK Suvalki tehniskās un attīstības direktors.

Kvalitātes uzlabojumi kontroles zonā

Suvalku notekūdeņu attīrīšanas iekārtas vadības sistēmas modernizācija tika balstīta uz liekajiem S7‑1500 sērijas kontrolieriem (S7‑1517H‑3PN). Galveno ierīču atlaišana ir ievērojami palielinājusi visas sistēmas uzticamību un stabilitāti. Pateicoties Siemens aprīkojuma izmantošanai, tehnoloģiskie procesi tagad tiek kontrolēti konsekventi, ar minimālu kļūmju risku. ”

“Modernizācijas ietvaros ATER Logic speciālisti veica visaptverošu vadības infrastruktūras nomaiņu un paplašināšanu. Iepriekš izkliedētā sistēma, kuras pamatā bija vairāki datori un nekonsekventi risinājumi, tika aizstāta ar vienu, modernu, lieku iestatījumu. Šis risinājums nodrošina nepārtrauktu sistēmas darbību pat kontroliera atteices gadījumā, augstāku procesa drošības līmeni un ievērojami samazinātu neplānotu dīkstāves risku, kas nozīmē lielāku visas iekārtas stabilitāti un efektivitāti. Visas tehnoloģiskās iekārtas ir savienotas ar vienu uzraudzības centru. Tā rezultātā iekārtas darbība ir kļuvusi vienkāršāka, samazināts cilvēku kļūdu risks, un kļūmju diagnostika un reaģēšana uz draudiem notiek daudz ātrāk,”
- vērtē Siemens Polijas pārdošanas vadītāju Sławomiru Kalitu.

Vēl viena svarīga ieviešanas joma bija izmaiņas aerācijas kontroles loģikā.

“Pirms modernizācijas sistēma bija neprecīza un nestabila — tehnoloģiskie parametri bieži atkāpās no procesa prasībām, un pūtēji un vārsti darbojās neefektīvi, kā rezultātā radās liels enerģijas patēriņš. Pateicoties jaunu vadības algoritmu ieviešanai, mēs esam stabilizējuši skābekļa līmeni, ieviesuši dinamisku pūtēja regulēšanu un iespējojuši automātisku aerācijas vārstu vadību. Mūsu darba rezultātā tagad ir iespējama vienmērīga un precīza aerācijas sistēmas kontrole,”
- uzsver Tomašs Prusinovskis, ATER Logic izpilddirektors, integrators, kas atbild par ieviešanu.

Trešā joma, uz ko attiecas modernizācija, bija ekspluatācijas drošības uzlabošana. Iepriekš nesaderīgās sistēmas palielināja kļūmju risku, padarīja neiespējamu optimizāciju un nepieciešamās modifikācijas, un tām trūka visaptverošas aprīkojuma uzraudzības. Ieviešanas rezultātā tika izveidota vienota signalizācijas un diagnostikas sistēma, kas ļāva attālināti uzraudzīt lielāko daļu objektu. Tā rezultātā programmatūra un kontrolieri tagad darbojas vienā, standartizētā vidē. Ir samazinātas dīkstāves un remonta izmaksas, uzlabojusies iekārtu uzticamība un ievērojami uzlabota ekspluatācijas drošība.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

Plānotā darba ietvaros tika piegādāts un nodots ekspluatācijā rūpniecības tīkls, un pakāpeniski tika piegādāti specializēti vadības skapji.

Vadības algoritma modernizācijas ietekme

Modernizācijas ietvaros dažādu ražotāju kontrolieri tika aizstāti ar liekie Siemens SIMATIC S7‑1500H kontrolieri kas pārvalda visu objektu. Turklāt tika piegādāta inženiertehniskā darbstacija, kas aprīkota ar TIA Portal programmatūru un nodots ekspluatācijā. Šī darbstacija nodrošina pilnīgu galvenā kontroliera darbību, algoritma veiktspējas analīzi un iespēju ieviest modifikācijas vadības loģikā visai vietnei.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Iepriekš izkliedētā sistēma, kuras pamatā bija vairāki datori un nekonsekventi risinājumi, tika aizstāta ar vienu modernu, lieko iestatījumu, kas veidots uz SIMATIC S7-1500 kontroliera.

“Iepriekš izmaiņu ieviešana algoritmos bija sarežģīta — nebija tādu inženierinstrumentu kā TIA Portal, un katra vadības sistēmas daļa darbojās atsevišķā vidē. Jaunā arhitektūra nodrošina pilnīgu kontroli, attīstības iespējas un spēju uzturēt konsekventu vadības sistēmu,”
- atzīmē Tomašs Prusinovskis.

Līdz ar vadības algoritma nomaiņu tika apvienots arī viss vadības slānis. Pateicoties TIA Portal programmatūrai, visā objektā tika ieviesta standartizēta vadības loģika. Tas ļāva ieviest vienu saskaņotu sistēmu. Tagad visām tehnoloģiskajām vienībām ir vienots interfeiss, trauksmes signāli, vadības struktūra un datu arhivēšana. Tā rezultātā operatora darbs ir efektīvāks, reakcija uz novirzēm ir ātrāka, un visa procesa vēsture ļauj veikt rūpīgu optimizācijas analīzi.

Svarīgākais jauninājums vadības sistēmā bija izplūduša loģikas kontroliera ieviešana. Tas vienlaikus analizē vairākus procesa parametrus, tostarp skābekļa koncentrāciju, organisko slodzi, notekūdeņu plūsmu, dūņu koncentrāciju, aktīvo dūņu stāvokli un bioloģisko kameru slodzi. Pamatojoties uz šiem datiem, tas nosaka optimālo skābekļa patēriņu. Kontrolieris vienmērīgi regulē pūtējus, gaisa vārstus un gaisa sadalījumu starp bioloģiskajām zonām.

“Atšķirībā no iepriekšējās sistēmas kontrolieris nereaģē binārā ieslēgšanas/izslēgšanas veidā - tā vietā tas paredz un pielāgojas procesa izmaiņām. Tas uztur stabilu skābekļa līmeni pat strauji mainīgos apstākļos,”
- uzsver Tomašs Prusinovskis.

Galvenie modernizācijas ieguvumi

Modernizācijas ietvaros tika pilnībā nomainītas visas iekārtas, kas atbild par tehnoloģisko procesu uzraudzību.
Jaunās infrastruktūras galvenais elements bija serverskapja pievienošana, kurā bija divi liekie Siemens S7-1500H kontrolieri, kā arī augstas pieejamības datorsistēma.
Šis risinājums nodrošina nepārtrauktu vadības sistēmas darbību — viena kontroliera atteices gadījumā otrs nekavējoties pārņem tās funkcijas, neietekmējot notiekošos vadības procesus.

Lietotāja saskarnes apvienošana visā objektā, procesa datu arhivēšanas centralizācija un inženiertehniskās darbstacijas ieviešana ir ievērojami uzlabojusi vadības sistēmas uzticamību, caurspīdīgumu un analītiskās iespējas. Šie pasākumi ir arī vienkāršojuši ekspluatāciju un tehnisko apkopi.

ATER Logic veiktās aparatūras nomaiņas mērķis bija nodrošināt augstu uzticamību un nepārtrauktu sistēmas darbību. Modernizācija lielā mērā balstījās uz Siemens aparatūras un programmatūras risinājumiem. Liekie PLC kontrolieri samazina dīkstāves risku, savukārt SITOP barošanas avoti un UPS moduļi nodrošina sistēmas darbību pat strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Pateicoties izplatītajam ET200SP I/O stacijas un jauno sakaru tīklu, sistēmu var viegli paplašināt un integrēt ar papildu ierīcēm. Tikmēr ieviestās aizsardzības ierīces aizsargā operatorus un iekārtas pret kļūmēm un sprieguma pārspriegumu, un jaunā sakaru infrastruktūra un SQL Server Reporting Services ziņošanas sistēma nodrošina ātrāku darbību, kā arī efektīvu procesu analīžu un pārskatu veidošanu.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

Inženiertehniskās darbstacijas ieviešana, kuras pamatā ir TIA Portal, ir uzlabojusi vadības sistēmas uzticamību un vienkāršojusi ekspluatāciju un tehnisko apkopi.

Siemens spēlēja galveno lomu vadības un sakaru sistēmas modernizācijā, nodrošinot gan tehnisko atbalstu, gan automatizācijas risinājumu piegādi. Uzņēmums kalpoja kā projekta partneris, sniedzot konsultācijas par sistēmas arhitektūru un optimālo komponentu izvēli.
Lukaš Kurzina, IZPILDDIREKTORS, PWiK Suvalkach Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP barošanas avoti un UPS moduļi nodrošina sistēmas darbību pat strāvas padeves pārtraukuma gadījumā.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Pateicoties izplatītajām ET200SP I/O stacijām un jaunajam sakaru tīklam, sistēmu var viegli paplašināt un integrēt ar papildu ierīcēm.

Ieviešanas rezultātā visās iekārtās ir nodrošināta vienota lietotāja saskarne, ievērojami atvieglojot darbību, diagnostiku un uzraudzību. Svarīgs elements, kas palielināja lietojamību, bija arī attīrīšanas procesa uzlabošana un automatizācija bioloģiskajā sadaļā.
Pūtēju un vārstu vadības algoritmu modernizācija ļāva stabilizēt skābekļa līmeni bioloģiskajās kamerās un optimizēt enerģijas patēriņu.

“Aerācija parasti veido 50— 60% no attīrīšanas iekārtas ekspluatācijas izmaksām, tāpēc šo procesu uzlabošana ir ievērojami palielinājusi iekārtas efektivitāti un nodrošinājusi ievērojamus enerģijas ietaupījumus tās darbībai,”
- uzsver Tomašs Prusinovskis no ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Veiktais darbs ir kļuvis par vēl labāku spēju apmierināt Suvalku un apkārtējo teritoriju iedzīvotāju vajadzības.

Modernizācija ļāva reāllaikā uzraudzīt visas iekārtas no vienas darbstacijas, paātrinātu kļūdu noteikšanu un izšķiršanu, kā arī ļāva attālināti uzraudzīt iekārtu. Tā ir pavērusi arī jaunas iespējas PWiK Suvalki automatizētās uzraudzības, autonomās darbības un inteliģentu vadības stratēģiju ieviešanas ziņā.

“Svarīgs īstenošanas mērķis bija arī sagatavot attīrīšanas iekārtu turpmākai modernizācijai. Pateicoties lieliskajai sadarbībai starp klientu, integratoru un tehnoloģiju nodrošinātāju, mēs esam radījuši apstākļus turpmākai automatizācijas paplašināšanai nākotnē. Mēs esam nodrošinājuši labāku integrāciju ar citām iekārtas sistēmām, piemēram, dūņu apsaimniekošanu, biogāzes iekārtu un uztveršanas stacijām,”
- skaidro Sławomirs Kalita no Siemens.

Modernizācija ir ievedusi mūsu objektu inteliģentas, autonomas resursu pārvaldības laikmetā. Tas viss nozīmē vēl labāku mērķu sasniegšanu, uzlabotu sistēmas uzticamību, ievērojamu enerģijas ietaupījumu un, galvenokārt, spēju vēl labāk apmierināt Suvalku un apkārtnes iedzīvotāju vajadzības.
Andžejs Maziarzs, PWik Suvalki