Effektiv rening genom automatiseringsmodernisering

Användningen av Siemens utrustning och programvara i processen bidrog till att effektivisera anläggningsdriften, möjliggjorde diagnostik och processövervakning och ökade driftsäkerheten i anläggningen.

Vatten- och avloppsföretaget i Suwałki (PWik Suwałki Sp. z o.o.) ansvarar för att leverera vatten till stadens invånare samt samla in och behandla avloppsvatten. Anläggningen tar emot avloppsvatten från hela staden, närliggande byar och icke-avloppsområden. Fram till 2024 fungerade reningsverket med ett dispergerat och föråldrat styr- och processvisualiseringssystem. Som ett resultat av nödvändiga men okoordinerade automatiseringsutvidgningar drevs olika delar av anläggningen med olika styrenheter, mjukvaruplattformar och övervakningssystem. Denna situation försvårade den dagliga driften och hindrade effektiv feldetektering.

Den främsta anledningen till att moderniseringen av reningsverket inleddes var behovet av att förena styrsystemet genom att ersätta de befintliga spridda anläggningarna med ett sammanhängande system. Implementeringen var också avsedd att förbättra luftningsprocessen och öka anläggningens tillförlitlighet och driftsäkerhet.
Projektet, som varade totalt tio månader, började med undertecknandet av kontraktet i juli 2024. Det första steget omfattade utformning, prefabricering och leverans av övervakningssystemet.

Moderniseringen av styrsystemet vid avloppsreningsverket i Suwałki baserades på redundanta styrenheter i S7-1500-serien (S7-1517H‑3PN). Redundansen av nyckelenheter har avsevärt ökat tillförlitligheten och stabiliteten i hela systemet. Tack vare användningen av Siemens utrustning styrs nu tekniska processer på ett konsekvent sätt, med minimal risk för fel. '

” Som en del av moderniseringen genomförde ATER Logics specialister en omfattande ersättning och utbyggnad av styrinfrastrukturen. Det tidigare spridda systemet, baserat på flera datorer och inkonsekventa lösningar, ersattes med en enda, modern, redundant installation. Denna lösning säkerställer kontinuerlig systemdrift även i händelse av ett styrenhetsfel, en högre processäkerhetsnivå och en avsevärt minskad risk för oplanerade driftstopp, vilket innebär större stabilitet och effektivitet för hela installationen. Alla tekniska anläggningar har anslutits till ett enda övervakningscenter. Som ett resultat har anläggningsdriften blivit enklare, risken för mänskliga fel har minskat och feldiagnostik och svar på hot går mycket snabbare.”
- utvärderar Sławomir Kalita, försäljningschef på Siemens Polen.

Ett annat viktigt område i implementeringen var förändringen i luftningsstyrningslogiken.

Som en del av moderniseringen ersattes styrenheter från olika tillverkare med redundanta Siemens SIMATIC S7‑1500H styrenheter som förvaltar hela anläggningen. För övrigt, en teknisk arbetsstation utrustad med TIA Portal-programvara levererades och beställt. Denna arbetsstation möjliggör full drift av huvudstyrenheten, analys av algoritmens prestanda och möjligheten att införa modifieringar av styrlogiken för hela webbplatsen.

Den viktigaste innovationen i styrsystemet var implementeringen av en fuzzy logic controller. Den analyserar samtidigt flera processparametrar, inklusive syrekoncentration, organisk belastning, avloppsflöde, slamkoncentration, tillståndet för det aktiverade slammet och belastningen på de biologiska kamrarna. Baserat på dessa data bestämmer den det optimala syrebehovet. Styrenheten reglerar smidigt fläktarna, luftventilerna och fördelningen av luft mellan de biologiska zonerna.

”Till skillnad från det tidigare systemet reagerar styrenheten inte på ett binärt på/av-sätt, utan förutser och anpassar sig till processförändringar. Den upprätthåller en stabil syrenivå även under snabbt föränderliga förhållanden.”
- betonar Tomasz Prusinowski.

Som en del av moderniseringen ersattes all utrustning som ansvarar för övervakning av tekniska processer helt.
En viktig del av den nya infrastrukturen var tillägget av ett serverskåp med två redundanta Siemens S7-1500H-styrenheter tillsammans med ett datorsystem med hög tillgänglighet.
Denna lösning säkerställer kontinuerlig drift av styrsystemet - i händelse av fel på en styrenhet tar den andra omedelbart över dess funktioner utan att det påverkar pågående styrprocesser.

Som ett resultat av implementeringen har ett enhetligt användargränssnitt säkerställts i alla anläggningar, vilket gör drift, diagnostik och övervakning betydligt enklare. Ett viktigt element som ökade användbarheten var också förbättringen och automatiseringen av reningsprocessen i det biologiska avsnittet.
Moderniseringen av styralgoritmerna för fläktarna och ventilerna gjorde det möjligt att stabilisera syrenivåerna i de biologiska kamrarna och optimera energiförbrukningen.

”Luftning står vanligtvis för 50— 60% av reningsanläggningens driftskostnader, varför förbättring av dessa processer har ökat anläggningens effektivitet avsevärt och gett betydande energibesparingar för dess drift.”
- betonar Tomasz Prusinowski från ATER Logic