Skip to main content
Цю сторінку перекладено автоматично. Перейти натомість до англійської версії?
КЕЙС Ефективне очищення за допомогою модернізації автоматизації
ПРИКЛАД ЗАСТОСУВАННЯ

Ефективне очищення завдяки модернізації автоматизації

Модернізація очисної споруди в Сувалках, проведена компанією ATER Logic, дозволила впровадити єдину систему управління окремими установками.

Використання обладнання та програмного забезпечення Siemens у процесі допомогло оптимізувати роботу заводу, дозволили діагностувати та контролювати процеси, а також підвищити експлуатаційну безпеку установки.

Компанія водопостачання та каналізації в Сувалках (PWik Suwałki Sp. z o.o.) відповідає за постачання води мешканців міста, а також збір та очищення стічних вод. Завод отримує стічні води з усього міста, сусідніх сіл та неканалізаційних районів. До 2024 року очисна станція працювала за допомогою дисперсної та застарілої системи управління та візуалізації процесів. В результаті необхідних, але неузгоджених розширень автоматизації, різні частини об'єкта експлуатувалися за допомогою різних контролерів, програмних платформ та систем нагляду. Така ситуація ускладнила щоденну експлуатацію та перешкоджала ефективному виявленню несправностей.

«Найсерйознішою проблемою на очисній станції була різноманітність і неефективність використовуваних систем управління. Кожна установка мала різний користувальницький інтерфейс, не було єдиного методу подання даних, а архівування даних процесу було неповним. Крім того, відсутність технологічної підтримки та неможливість впровадження модифікацій суттєво перешкоджали щоденній експлуатації».
- згадує Лукаш Курзина, CEO PWiK Suwałki Sp. z o.o.

Іншим ключовим аспектом для операторів очисних споруд був процес аерації в біологічних камерах, який відіграє вирішальну роль у правильному процесі нітрифікації та денітрифікації. Неправильне управління повітродувками, дифузорами та повітряними клапанами призвело до неоптимального споживання енергії, спричиняло коливання рівня кисню та призвело до нестабільності параметрів очищених стічних вод. Це збільшило ризик невиконання чинних екологічних стандартів.

Siemens case study PWiK Suwałki-02-1280x720

Одним з ключових завдань в процесі модернізації було підвищення ефективності управління роботою повітродувки, дифузорів, повітряних клапанів.

Мета реалізації: уніфікована система автоматизації

Основною причиною початку модернізації очисної установки стала необхідність уніфікації системи управління шляхом заміни існуючих дисперсних установок однією згуртованою системою. Реалізація також мала на меті покращити процес аерації та підвищити надійність та експлуатаційну безпеку об'єкта.
Проект, який тривав загалом десять місяців, розпочався з підписання контракту в липні 2024 року. Перший етап включав проектування, виготовлення та постачання системи нагляду.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 4-1

Після модернізації правильна робота повітродувки і клапанів забезпечує стабілізацію технологічних параметрів в біологічних камерах і точну оптимізацію енергоспоживання.

В рамках запланованих робіт була поставлена і введена в експлуатацію промислова мережа, а спеціалізовані контрольно-приладобудівні розподільчі щитки (АКПІА) поступово поставлялися на десять технологічних напрямків. На наступних етапах була введена в експлуатацію та оптимізована вся система. Проект завершився тренінгом персоналу в травні 2025 року.
Варто підкреслити, що всі роботи проводилися, поки об'єкт залишався повністю працездатним. Всі системи та програмне забезпечення були реалізовані без переривання технологічного процесу. «Нові рішення, засновані на компонентах Siemens, сприяли підвищенню надійності та експлуатаційної безпеки очисної установки.

«Централізований моніторинг усіх об'єктів в режимі реального часу з однієї робочої станції допомагає нам виявляти та вирішувати збої, а також забезпечує віддалений нагляд. Розробка нових алгоритмів управління для всіх систем заводу дала конкретні, очікувані результати. Зокрема, нова робота повітродувки і клапанів забезпечує, серед іншого, стабілізацію технологічних параметрів в біологічних камерах і точну оптимізацію енергоспоживання»
пояснює Анджей Мазярц, директор з технічних питань та розвитку PWiK Suwałki.

Поліпшення якості в зоні контролю

Модернізація системи управління на очисній станції в Сувалках базувалася на резервних контролерах серії S7-1500 (S7-1517H‑3PN). Надлишковість ключових пристроїв значно підвищила надійність і стабільність всієї системи. Завдяки використанню обладнання Siemens технологічні процеси тепер контролюються послідовно, з мінімальним ризиком виходу з ладу. '

«В рамках модернізації фахівці ATER Logic провели комплексну заміну та розширення інфраструктури управління. Раніше розсіяна система, заснована на декількох комп'ютерах і непослідовних рішеннях, була замінена єдиною, сучасною, надлишковою установкою. Це рішення забезпечує безперервну роботу системи навіть у разі виходу з ладу контролера, більш високий рівень безпеки процесу та значно знижений ризик незапланованих простоїв, що призводить до більшої стабільності та ефективності всієї установки. Всі технологічні об'єкти підключені до єдиного центру спостереження. В результаті експлуатація установки стала простішою, знизився ризик людської помилки, а діагностика відмов і реагування на загрози відбувається набагато швидше», - йдеться в повідомленні.
- оцінює Славомір Калита, менеджер з продажу Siemens Польща.

Ще одним важливим напрямком реалізації стала зміна логіки управління аерацією.

«До модернізації система була неточною та нестабільною — технологічні параметри часто відхилялися від вимог технологічного процесу, а повітродувки та клапани працювали неефективно, що призвело до високого енергоспоживання. Завдяки впровадженню нових алгоритмів управління ми стабілізували рівень кисню, запровадили динамічне регулювання повітродувки та включили автоматичне управління аераційними клапанами. В результаті нашої роботи тепер можливий плавний і точний контроль системи аерації»,
- підкреслює Томаш Прусиновський, CEO ATER Logic, інтегратора, відповідального за впровадження.

Третя сфера, охоплена модернізацією, передбачала підвищення експлуатаційної безпеки. Раніше несумісні системи збільшували ризик збоїв, робили оптимізацію та необхідні модифікації неможливими та не мали комплексного моніторингу обладнання. Результатом впровадження стала єдина система сигналізації та діагностики, що дозволяє дистанційно контролювати більшість об'єктів. В результаті програмне забезпечення та контролери тепер працюють в єдиному стандартизованому середовищі. Знизилися витрати на простої і ремонт, підвищилася надійність обладнання, значно підвищилася експлуатаційна безпека.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 5-2

В рамках запланованих робіт була поставлена і введена в експлуатацію промислова мережа, а спеціалізовані шафи управління поставлялися поступово.

Ефекти модернізації алгоритму управління

В рамках модернізації контролери від різних виробників були замінені на Резервні контролери Siemens SIMATIC S7‑1500H які керують всією установою. Крім того, а поставлено інженерну робочу станцію, оснащену програмним забезпеченням TIA Portal і введено в експлуатацію. Ця робоча станція забезпечує повноцінну роботу головного контролера, аналіз продуктивності алгоритму та можливість вводити модифікації в логіку управління для всього сайту.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 6-1

Раніше розсіяна система, заснована на декількох комп'ютерах і непослідовних рішеннях, була замінена єдиною сучасною резервною установкою, побудованою на контролері SIMATIC S7-1500.

«Раніше впровадження змін в алгоритми було складно — не було інженерних інструментів, таких як TIA Portal, і кожна частина системи управління працювала в окремому середовищі. Нова архітектура забезпечує повний контроль, можливості розробки та можливість підтримувати послідовну систему управління».
- зазначає Томаш Прусиновський.

Поряд із заміною алгоритму управління був уніфікований і весь контрольний шар. Завдяки програмному забезпеченню TIA Portal було впроваджено стандартизовану логіку управління для всього об'єкта. Це дозволило ввести одну цілісну систему. Всі технологічні підрозділи тепер мають єдиний інтерфейс, сигналізації, структуру управління та архівування даних. В результаті робота оператора стає більш ефективною, реакція на відхилення швидша, а повна історія процесів дозволяє ретельний аналіз оптимізації.

Найважливішим нововведенням в системі управління стала реалізація нечіткого логічного контролера. Він одночасно аналізує кілька параметрів процесу, включаючи концентрацію кисню, органічне навантаження, потік стічних вод, концентрацію мулу, стан активованого мулу та навантаження на біологічні камери. На підставі цих даних він визначає оптимальну потребу в кисні. Контролер плавно регулює повітродувки, повітряні клапани, розподіл повітря між біологічними зонами.

«На відміну від попередньої системи, контролер не реагує двійковим способом включення/вимкнення - натомість він передбачає та адаптується до змін процесу. Він підтримує стабільний рівень кисню навіть в умовах, що швидко змінюються».
- підкреслює Томаш Прусиновський.

Основні переваги модернізації

В рамках модернізації було повністю замінено все обладнання, що відповідає за нагляд за технологічними процесами.
Ключовим елементом нової інфраструктури стало додавання серверної шафи з двома резервними контролерами Siemens S7-1500H разом з високодоступною комп'ютерною системою.
Таке рішення забезпечує безперервну роботу системи управління — у разі виходу з ладу одного контролера інший негайно бере на себе його функції, не впливаючи на поточні процеси управління.

Уніфікація користувальницького інтерфейсу на всьому об'єкті, централізація архівування даних процесу та впровадження інженерної робочої станції значно підвищили надійність, прозорість та аналітичні можливості системи управління. Ці заходи також спростили експлуатацію та технічне обслуговування.

Заміна обладнання, проведена ATER Logic, мала на меті забезпечити високу надійність і безперебійну роботу системи. Модернізація значною мірою базувалася на апаратних і програмних рішеннях Siemens. Резервні контролери ПЛК мінімізують ризик простою, при цьому Блоки живлення SITOP та модулі ДБЖ підтримують роботу системи навіть у разі відключення живлення. Завдяки розповсюдженому Станції вводу/виводу ET200SP і нова комунікаційна мережа, систему можна легко розширити і інтегрувати з додатковими пристроями. Тим часом впроваджені захисні пристрої захищають операторів та обладнання від збоїв та стрибків напруги, а нова комунікаційна інфраструктура та система звітності SQL Server Reporting Services дозволяють швидше працювати, а також ефективно створювати аналізи процесів та звіти.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 11

Впровадження інженерної робочої станції на базі TIA Portal підвищило надійність системи управління та спростило експлуатацію та технічне обслуговування.

Компанія Siemens відіграла ключову роль в модернізації системи управління і зв'язку, забезпечуючи як технічну підтримку, так і поставку рішень для автоматизації. Компанія працювала партнером проекту, консультуючи з питань архітектури системи та підбору оптимальних компонентів.
Лукаш Куржина, ГЕНЕРАЛЬНИЙ ДИРЕКТОР, ПВІК в Сувалкачі Sp. z о. о.
CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-1

Блоки живлення SITOP та модулі ДБЖ підтримують роботу системи навіть у разі відключення живлення.

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 13-2

Завдяки розподіленим станціям вводу/виводу ET200SP та новій мережі зв'язку систему можна легко розширити та інтегрувати з додатковими пристроями.

В результаті впровадження був забезпечений єдиний користувальницький інтерфейс на всіх об'єктах, що значно полегшує роботу, діагностику та моніторинг. Важливим елементом, що підвищив зручність використання, було також вдосконалення та автоматизація процесу очищення в біологічному розділі.
Модернізація алгоритмів управління повітродувками і клапанами дозволила стабілізувати рівень кисню в біологічних камерах і оптимізувати енергоспоживання.

«На аерацію зазвичай припадає 50— 60% експлуатаційних витрат очисної споруди, тому вдосконалення цих процесів значно підвищило ефективність установки та забезпечило значну економію енергії для її експлуатації».
- підкреслює Томаш Прусиновський з ATER Logic

CASE STUDY-Efficient purification through automation modernization 15-01

Проведена робота призвела до ще кращої здатності задовольнити потреби жителів Сувалки та прилеглих районів.

Модернізація дозволила здійснити моніторинг усіх об'єктів в режимі реального часу з однієї робочої станції, прискорити виявлення та усунення несправностей, а також дозволила віддалений нагляд за установкою. Це також відкрило нові можливості для PWiK Suwałki з точки зору автоматизованого нагляду, автономної роботи та впровадження інтелектуальних стратегій управління.

«Важливою метою впровадження була також підготовка очисної установки до майбутніх модернізацій. Завдяки відмінній співпраці між клієнтом, інтегратором та постачальником технологій ми створили умови для подальшого розширення автоматизації в майбутньому. Ми забезпечили кращу інтеграцію з іншими системами на об'єкті, такими як управління мулом, біогазова установка та приймальні станції».
- пояснює Славомір Калита з Siemens.

Модернізація привела наш об'єкт в епоху інтелектуального, автономного управління ресурсами. Все це призведе до ще кращого досягнення наших цілей, підвищення надійності системи, помітної економії енергії та, перш за все, здатності ще краще задовольнити потреби жителів Сувалки та прилеглих районів.
Анджей Мазярц, ПВiК Сувалки