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优化小型污水处理厂

节能设备和用户友好的最先进控制系统减少了员工的工作量,并通过降低能源成本为市政当局节省了资金。对于环境、人民和市政当局来说,这是一个真正的双赢局面。

在德国维尔茨堡市东北仅几公里处的普罗塞尔斯海姆小镇,这是一个寒冷的早晨。市政和工业用水和废水公用事业服务提供商南德瓦瑟的一个团队正在与西门子合作,更换普罗塞尔斯海姆污水处理厂污水进气提升站的液位监控系统。新的雷达液位计将持续监测泵站的液位,并将读数传输到 SIMATIC WinCC Unified 控制系统,用于记录、可视化和存档。该解决方案将使在普罗塞尔斯海姆市政府工作的埃尔玛·肖尔能够随时调整污水泵的开关点并优化升降站的性能——包括在旅途中或在家中,这要归功于通过网络浏览器灵活的远程访问。

埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂空中拍摄
迈克尔·维尔纳的头像

从 90 年代到 2024 年

雷达液位计是该小型工厂污水处理装置的最新补充,其处理能力仅为1,500个人口当量。德国各地都可以找到类似规模的工厂——正如南方航空工程师迈克尔·沃纳回忆的那样,升级前的初始情况对于此类工厂来说也很常见: “污水处理厂于1993年投入运营。三十年后,工厂中安装的许多机组已无法达到当今的效率标准,控制技术也已过时。” 这就是普罗塞尔斯海姆与南德瓦瑟签订合同,对该工厂进行全面检修的原因: “我们基本上用最先进的系统更新了所有的过程和控制技术。”

要求:可靠性、效率和易操作性

普罗塞尔斯海姆是一个小自治市,运营污水处理厂的时间和人员是稀缺的资源。在该市基础设施服务部门工作的肖尔说,在选择合适的控制系统时,可靠性是最重要的: “监控和运营污水处理厂只是我的职责之一。我只在现场进行日常测量和检查;其余时间我需要设备尽可能以自动模式运行,并以最少的时间投入提供最佳结果。”

埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂肖像 Elmar Scholl
埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂当地操作面板

一款引人注目的控制系统套件

为工厂选择正确的控制系统不仅仅是普罗塞尔斯海姆和南瓦塞尔的定价问题, “尽管这当然是小城市的重要方面,” 维尔纳说。对肖尔来说,决定性因素是普罗塞尔斯海姆附近一个社区的污水处理厂操作员的积极反馈: “我们询问那里的操作员对解决方案是否满意,尤其是在出现问题时。他们告诉我们的是,作为项目合作伙伴,西门子提供了出色的支持:一个电话,问题就解决了。” 最终,西门子现代化一揽子计划符合要求,西门子赢得了供应和集成电气和控制系统的合同—— “那是正确的决定,” 维尔纳证实。

在 PC、本地操作面板或移动设备上,所有操作员操作的外观和感觉都相同。

可靠的现场和远程监控和记录

自2023年以来,普罗塞尔斯海姆污水处理厂一直在使用西门子的控制系统和工厂自动化集成解决方案。使用 Telecontrol Server Basic,通过基于安全 VPN(虚拟专用网络)的蜂窝网络访问将远程分布式系统(例如雨水溢流罐)连接到控制系统和远程维护系统,从而确保此处也不会出现系统中断。所有操作都可以在中进行监控和控制 SIMATIC WinCC Unified,包括通过移动平板电脑。远程访问只需要网络浏览器,因此该解决方案无需维护,集成的网络安全功能可确保安全的远程访问,这对于任何关键基础设施系统都至关重要。

一个看着平板电脑的中年男子。
Estenfeld Prosselsheim 污水处理厂分析工厂行为

一天之内即可实现无缝现代化

西门子为普罗塞尔斯海姆设计了解决方案,以此作为其他小型污水处理厂的蓝图。正如肖尔回忆的那样,标准化和协调的组件支持控制和自动化系统的轻松现代化,西门子能够在普罗塞尔斯海姆完全兑现这一承诺: “我们的工厂无法选择将水缓冲几天,因此必须在持续运营期间进行现代化改造。” 而转变正是这样发生的: “在短短一天内,工作人员取出了旧机柜,装上了新机柜,并连接了系统,当天晚上,工厂启动并投入运行。脱掉帽子!”

平稳过渡

对于 Scholl 来说,从旧系统迁移到新系统同样顺利。在 PC、本地操作面板或移动设备上,所有操作员操作的外观和感觉都相同,这使得系统非常直观: “在系统中工作确实非常容易,例如调整设定点,” 肖尔说。 “我登录,点击一次,就知道自己要做什么。不需要 training 课程。” 直观的解决方案只需最少的培训工作,因此同事可以在需要时轻松填写 Scholl 的空缺职位。南水公司的水处理技术人员安妮卡·舒尔泰斯证实了这一点。她支持包括肖尔在内的污水处理厂员工进行现场优化,还喜欢亲自与 SIMATIC WinCC Unified 合作: “例如,我可以使用趋势视图轻松跟踪系统的行为——我们所做的修改、工厂的变化、结果。”

埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂移动运营
埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂储罐

透明度支持流程优化

现代化项目的成果已经令人印象深刻:仅更换旧的处理装置每天就能为市政当局节省约500 kWh的电力。 “这已经为我赢得了市长的称赞,” 肖尔笑着说。所有能耗数据均由 SENTRON PAC 设备记录并传输到控制系统。新控制系统的透明度的提高也将有助于 Scholl 和 Schultheiß 未来的过程优化: “我们正在努力进一步提高治疗性能和能源效率,” 技术人员说。

自动通知和警报

如果工厂出现故障,Scholl 将通过短信自动通知。很快,该通知将得到补充 Alarm Control Center 应用程序 来自西门子解决方案合作伙伴 Alarm IT Factory。该应用程序向指定的收件人发送相关的通知、消息状态和团队可用性。另一个方便的功能:高优先级的夜间警报会触发手机铃声,该铃声会重复播放,直到消息得到确认。

Estenfeld Prosselsheim 污水处理厂控制系统

只需点击鼠标即可完成监管报告

将控制系统与 WinCC 插件相结合 下午分析 还取代了费力维护的纸质操作日志。所有数据均以数字方式记录,因此 Scholl 可以跟踪和分析来自不同来源的数据,包括手动探测和测量的结果。显著减少工作量的一项功能是为 DWA(德国水、废水和废物协会)创建强制性报告,并通过 daBay 接口进行传输。Scholl 特别感谢这个功能: “以前,我们将过程值记录在日志中,必须手动编译和分析这些值,这需要两三天的时间。当然,还会发生计算错误和错误。” 现在,符合 DWA 的报告只需要四到五个小时:只需点击一下即可将所有数据编译到相应的模板中。剩下的唯一要做的就是检查报告并将其发送给水务局。

增进了对治疗过程的理解

对Werner而言,新控制系统的好处不仅限于提高日常操作和工厂效率;该系统还使操作员无需昂贵的传感器即可更好地访问工厂和工厂数据。 “你可以用你拥有的数据做更多的事情。这使您可以更好地控制治疗过程。这使操作员有信心测试新策略,因此,新的控制系统可以更好地了解整个治疗过程。” 毫无疑问,整合起重站也将有助于增进这种理解。沃纳说,升级剩余远程站的招标已经在准备中, “如果西门子也能获得这些合同,那就太好了。”

小型污水处理厂的蓝图

西门子为普罗塞尔斯海姆设施等小型污水处理厂的现代化和自动化提供支持,该硬件和软件包包含实现工厂透明运行的所有必要组件:SIMATIC WinCC Unified 作为控制系统,作为第二级操作,用于工厂自动化的SIMATIC控制器,SENTRON PAC能源监控系统,远程控制和用于数据分析的WinCC附加组件 PM-ANALYZE,以及用于数据分析的 WinCC 附加组件 PM-ANALYZE 合规报告。该封装可以轻松适应特定要求,并且完全采用 TIA Portal。为了进一步简化项目工程,Siemens 为用户提供了免费的应用示例。因此,工厂运营商和系统集成商将受益于具有出色性价比的全面解决方案。

埃斯滕费尔德普罗塞尔斯海姆污水处理厂应用示例