Skip to main content
Denne siden vises ved hjelp av automatisk oversettelse. Vis på engelsk i stedet?
CASESTUDIE-effektiv rensing gjennom automatiseringsmodernisering
CASESTUDIE

Effektiv rensing gjennom automatiseringsmodernisering

Moderniseringen av renseanlegget i Suwałki, utført av ATER Logic, muliggjorde implementering av et enhetlig kontrollsystem for de enkelte installasjonene.

Bruken av Siemens utstyr og programvare i prosessen bidro til å effektivisere anleggsdriften, muliggjorde diagnostikk og prosessovervåking, og økte driftssikkerheten til installasjonen.

Vann- og avløpsselskapet i Suwałki (PWik Suwałki Sp. z o.o.) er ansvarlig for å levere vann til byens innbyggere samt samle og behandle avløpsvann. Anlegget mottar avløpsvann fra hele byen, nærliggende landsbyer og områder som ikke er kloakk. Frem til 2024 opererte renseanlegget ved hjelp av et spredt og utdatert kontroll- og prosessvisualiseringssystem. Som et resultat av nødvendige, men ukoordinerte automatiseringsutvidelser, ble forskjellige deler av anlegget drevet ved hjelp av forskjellige kontrollere, programvareplattformer og overvåkingssystemer. Denne situasjonen gjorde den daglige driften vanskelig og hindret effektiv feildeteksjon.

«Det mest alvorlige problemet ved renseanlegget var mangfoldet og ineffektiviteten til kontrollsystemene som var i bruk. Hver installasjon hadde et annet brukergrensesnitt, det var ingen enhetlig metode for datapresentasjon, og prosessdataarkivering var ufullstendig. I tillegg hindret mangelen på teknologisk støtte og manglende evne til å innføre modifikasjoner betydelig den daglige driften.
- minnes Łukasz Kurzyna, CEO i PWik Suwałki Sp. z o.o.

Et annet sentralt aspekt for operatørene av avløpsrenseanlegget var luftingsprosessen i de biologiske kamrene, som spiller en avgjørende rolle i riktig forløp av nitrifisering og denitrifisering. Feil kontroll av blåsere, diffusorer og luftventiler resulterte i suboptimalt energiforbruk, forårsaket svingninger i oksygennivået og førte til ustabilitet i parametrene til det behandlede avløpsvannet. Dette økte risikoen for ikke å oppfylle gjeldende miljøstandarder.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

En av nøkkeloppgavene i moderniseringsprosessen var å øke effektiviteten ved å kontrollere driften av blåsere, diffusorer og luftventiler.

Implementeringsmål: et enhetlig automatiseringssystem

Hovedårsaken til å sette i gang moderniseringen av renseanlegget var behovet for å forene kontrollsystemet ved å erstatte de eksisterende spredte oppsettene med ett sammenhengende system. Implementeringen var også ment å forbedre luftingsprosessen og øke påliteligheten og driftssikkerheten til anlegget.
Prosjektet, som varte i totalt ti måneder, begynte med signeringen av kontrakten i juli 2024. Den første fasen inkluderte design, prefabrikasjon og levering av tilsynssystemet.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Etter moderniseringen sikrer riktig drift av blåsere og ventiler stabilisering av teknologiske parametere i de biologiske kamrene og presis optimalisering av energiforbruket.

Som en del av det planlagte arbeidet ble et industrielt nettverk levert og tatt i bruk, og spesialiserte kontroll- og instrumenteringssentralbord (AkPiA) ble gradvis levert for ti teknologiske områder. I de følgende trinnene ble hele systemet tatt i bruk og optimalisert. Prosjektet ble avsluttet med personalopplæring i mai 2025.
Det er verdt å understreke at alt arbeid ble utført mens anlegget forble fullt operativt. Alle systemer og programvare ble implementert uten å forstyrre den teknologiske prosessen. De nye løsningene, basert på Siemens komponenter, har bidratt til å øke påliteligheten og driftssikkerheten til renseanlegget.

«Sentralisert sanntidsovervåking av alle fasiliteter fra en enkelt arbeidsstasjon hjelper oss med å oppdage og løse feil og muliggjør også ekstern overvåking. Utviklingen av nye kontrollalgoritmer for alle anleggssystemer har gitt konkrete, forventede resultater. Spesielt gir den nye driften av blåsere og ventiler blant annet stabilisering av teknologiske parametere i de biologiske kamrene og presis optimalisering av energiforbruket»
forklarer Andrzej Maziarz, teknisk og utviklingsdirektør i PWik Suwałki.

Kvalitetsforbedringer i kontrollområdet

Moderniseringen av kontrollsystemet ved avløpsrenseanlegget i Suwałki var basert på redundante styreenheter i S7-1500-serien (S7-1517H‑3PN). Redundansen til viktige enheter har økt påliteligheten og stabiliteten til hele systemet betydelig. Takket være bruken av Siemens-utstyr styres teknologiske prosesser nå på en konsistent måte, med minimal risiko for svikt. '

Som en del av moderniseringen gjennomførte ATER Logic-spesialister en omfattende utskifting og utvidelse av kontrollinfrastrukturen. Det tidligere spredte systemet, basert på flere datamaskiner og inkonsekvente løsninger, ble erstattet med et enkelt, moderne, redundant oppsett. Denne løsningen sikrer kontinuerlig systemdrift selv i tilfelle kontrollerfeil, et høyere nivå av prosesssikkerhet og en betydelig redusert risiko for uplanlagt nedetid, noe som betyr større stabilitet og effektivitet for hele installasjonen. Alle teknologiske fasiliteter er koblet til et enkelt tilsynssenter. Som et resultat har anleggsdriften blitt enklere, risikoen for menneskelige feil er redusert, og feildiagnostikk og respons på trusler er mye raskere,»
- evaluerer Sławomir Kalita, salgssjef i Siemens Polen.

Et annet viktig område i implementeringen var endringen i luftingsstyringslogikken.

«Før moderniseringen var systemet upresist og ustabilt — teknologiske parametere avviket ofte fra prosesskravene, og blåserne og ventilene fungerte ineffektivt, noe som resulterte i høyt energiforbruk. Takket være implementeringen av nye kontrollalgoritmer har vi stabilisert oksygennivået, innført dynamisk blåseregulering og muliggjort automatisk kontroll av luftingsventilene. Som et resultat av vårt arbeid er jevn og presis kontroll av luftingssystemet nå mulig,»
- understreker Tomasz Prusinowski, CEO i ATER Logic, integratoren som er ansvarlig for implementeringen.

Det tredje området dekket av moderniseringen innebar forbedring av driftssikkerheten. De tidligere inkompatible systemene økte risikoen for feil, gjorde optimalisering og nødvendige modifikasjoner umulige, og manglet omfattende utstyrsovervåking. Implementeringen resulterte i et enhetlig alarm- og diagnosesystem, som muliggjorde fjernovervåking av de fleste fasilitetene. Som et resultat opererer programvaren og kontrollerne nå innenfor et enkelt, standardisert miljø. Nedetid og reparasjonskostnader er redusert, utstyrets pålitelighet er forbedret, og driftssikkerheten har blitt betydelig forbedret.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

Som en del av det planlagte arbeidet ble et industrielt nettverk levert og tatt i bruk, og spesialiserte kontrollskap ble levert gradvis.

Effekter av moderniseringen av kontrollalgoritmen

Som en del av moderniseringen ble kontrollere fra forskjellige produsenter erstattet med redundante Siemens SIMATIC S7‑1500H kontrollere som forvalter hele anlegget. I tillegg, en ingeniørarbeidsstasjon utstyrt med TIA Portal-programvare ble levert og bestilt. Denne arbeidsstasjonen muliggjør full drift av hovedkontrolleren, analyse av algoritmeytelsen, og muligheten til å introdusere modifikasjoner i kontrolllogikken for hele stedet.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Det tidligere spredte systemet, basert på flere datamaskiner og inkonsekvente løsninger, ble erstattet med et enkelt moderne, redundant oppsett bygget på SIMATIC S7-1500-kontrolleren.

— Tidligere var det vanskelig å implementere endringer i algoritmene — det fantes ingen tekniske verktøy som TIA Portal, og hver del av kontrollsystemet opererte i et eget miljø. Den nye arkitekturen gir full kontroll, utviklingsmuligheter og muligheten til å opprettholde et konsistent kontrollsystem.»
- bemerker Tomasz Prusinowski.

Sammen med utskifting av kontrollalgoritmen ble hele kontrolllaget også forenet. Takket være TIA Portal-programvaren ble standardisert kontrolllogikk implementert for hele anlegget. Dette gjorde det mulig å innføre ett sammenhengende system. Alle teknologiske enheter deler nå et enhetlig grensesnitt, alarmer, kontrollstruktur og dataarkivering. Som et resultat blir operatørarbeidet mer effektivt, responsen på avvik er raskere, og hele prosesshistorikken muliggjør grundig optimaliseringsanalyse.

Den viktigste innovasjonen i kontrollsystemet var implementeringen av en uklar logisk kontroller. Den analyserer samtidig flere prosessparametere, inkludert oksygenkonsentrasjon, organisk belastning, avløpsstrøm, slamkonsentrasjon, tilstanden til det aktiverte slammet og belastningen på de biologiske kamrene. Basert på disse dataene bestemmer den det optimale oksygenbehovet. Kontrolleren regulerer jevnt blåserne, luftventilene og fordelingen av luft mellom de biologiske sonene.

«I motsetning til det forrige systemet reagerer ikke kontrolleren på en binær på/av-måte — i stedet forutser og tilpasser seg prosessendringer. Den opprettholder et stabilt oksygennivå selv under raskt skiftende forhold,»
- understreker Tomasz Prusinowski.

Viktige fordeler med moderniseringen

Som en del av moderniseringen ble alt utstyr som var ansvarlig for tilsyn med teknologiske prosesser fullstendig erstattet.
Et sentralt element i den nye infrastrukturen var tilføyelsen av et serverskap med to redundante Siemens S7-1500H-kontrollere sammen med et datasystem med høy tilgjengelighet.
Denne løsningen sikrer kontinuerlig drift av styringssystemet - i tilfelle feil på den ene kontrolleren, overtar den andre umiddelbart funksjonene uten å påvirke løpende kontrollprosesser.

Foreningen av brukergrensesnittet på tvers av hele anlegget, sentralisering av prosessdataarkivering og implementering av en ingeniørarbeidsstasjon har forbedret påliteligheten, gjennomsiktigheten og analytiske evner betydelig til kontrollsystemet. Disse tiltakene har også forenklet drift og teknisk vedlikehold.

Maskinvareutskiftningen utført av ATER Logic hadde som mål å sikre høy pålitelighet og uavbrutt systemdrift. Moderniseringen var i stor grad basert på Siemens maskinvare- og programvareløsninger. Redundante PLC-kontrollere minimerer risikoen for nedetid, samtidig som SITOP strømforsyninger og UPS-moduler holder systemet i gang selv i tilfelle strømbrudd. Takket være distribuert ET200SP I/O-stasjoner og det nye kommunikasjonsnettverket, systemet kan enkelt utvides og integreres med flere enheter. I mellomtiden beskytter de implementerte beskyttelsesenhetene operatører og utstyr mot feil og spenningsstøt, og den nye kommunikasjonsinfrastrukturen og rapporteringssystemet SQL Server Reporting Services muliggjør raskere drift samt effektiv oppretting av prosessanalyser og rapporter.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

Implementeringen av en ingeniørarbeidsstasjon basert på TIA Portal har forbedret påliteligheten til kontrollsystemet og forenklet drift og teknisk vedlikehold.

Siemens spilte en nøkkelrolle i moderniseringen av kontroll- og kommunikasjonssystemet, og ga både teknisk støtte og levering av automatiseringsløsninger. Selskapet fungerte som prosjektpartner, og ga råd om systemarkitektur og valg av optimale komponenter.
Lukasz Kurzyna, CEO, PWik i Suwałkach Sp. z o.o.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

SITOP strømforsyninger og UPS-moduler holder systemet i gang selv i tilfelle strømbrudd.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Takket være de distribuerte ET200SP I/O-stasjonene og det nye kommunikasjonsnettverket, kan systemet enkelt utvides og integreres med flere enheter.

Som et resultat av implementeringen er det sikret et enhetlig brukergrensesnitt på tvers av alle anlegg, noe som gjør drift, diagnostikk og overvåking betydelig enklere. Et viktig element som økte brukervennligheten var også forbedring og automatisering av renseprosessen i den biologiske delen.
Moderniseringen av kontrollalgoritmene for blåsere og ventiler gjorde det mulig å stabilisere oksygennivået i de biologiske kamrene og optimalisere energiforbruket.

«Lufting står vanligvis for 50— 60% av et renseanleggs driftskostnader, og det er grunnen til at forbedring av disse prosessene har økt anleggets effektivitet betydelig og gitt betydelige energibesparelser for driften,»
- understreker Tomasz Prusinowski fra ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Arbeidet som er utført har oversatt til en enda bedre evne til å møte behovene til innbyggerne i Suwałki og områdene rundt.

Moderniseringen har muliggjort sanntidsovervåking av alle fasiliteter fra en enkelt arbeidsstasjon, akselerert feildeteksjon og løsning, og muliggjort fjernovervåking av installasjonen. Det har også åpnet nye muligheter for PWik Suwałki når det gjelder automatisert tilsyn, autonom drift og implementering av intelligente kontrollstrategier.

— Et viktig mål med implementeringen var også å forberede renseanlegget for fremtidige oppgraderinger. Takket være utmerket samarbeid mellom klient, integrator og teknologileverandør, har vi skapt forutsetninger for ytterligere utvidelse av automatisering i fremtiden. Vi har sikret bedre integrasjon med andre systemer på anlegget, som slamhåndtering, biogassanlegg og mottaksstasjoner,»
- forklarer Sławomir Kalita fra Siemens.

Moderniseringen har brakt anlegget vårt inn i en tid med intelligent, autonom ressursstyring. Alt dette vil føre til enda bedre oppnåelse av våre mål, forbedret systempålitelighet, merkbare energibesparelser og - fremfor alt - muligheten til enda bedre å møte behovene til innbyggerne i Suwałki og områdene rundt.
Andrzej Maziarz, PWiK Suwałki