由 DP System 基於西門子技術開發的 MACS 系統，可以節省能源並為廢水處理廠提供額外的負載能力。在斯盧普斯克和伊瓦瓦實施的解決方案允許為更多居民提供服務。
DP System 開發了一個結合技術和軟件解決方案的工具。MACS（基於模型的先進控制系統）的目標是最大限度地提高廢水處理廠的技術效率並降低能源消耗。該系統幾乎可以在配備自動化系統的任何處理廠中運行。該解決方案已經在伊瓦瓦和斯盧普斯克的污水處理廠中實施了其他解決方案。
MACS 自 2018 年開發，旨在支持基於有機化合物和營養素的綜合清除系統的生物廢水處理廠的運營。解決方案的個別組件可優化技術流程的性能。主要功能之一由負責控制生物反應器的模塊執行。「
需要一個廢水處理廠才能達到符合氮和磷含量標準參數的淨化水平。MACS 系統優化廢水處理過程，使得更容易滿足環境排放要求。應用的演算法確保以最小的能源消耗來實現這些目標。該系統還通過優化外部循環來支持高效生物質管理，並防止活性污泥轉移到處理廢水中，」
DP 系統工業自動化部主任羅伯特·沃茲拉克說。
MACS 系統可將廢水處理廠的技術效率最大化，同時降低能源消耗。
MACS 系統已在斯盧普斯克的廢水處理廠實施。
實施的技術使得可以優化處理過程中使用的化學物質量。DP System 開發的解決方案還可以在處理廠進行的生化過程中節省能源。「
廢水處理廠的生化反應是最難控制的，因為它們涉及活生生物。這些過程對電能的需求也很高，」
DP 系統工業自動化部商業總監 Adam Paczesny 說。
MACS 解決方案中使用的處理廠的算法和數學模型可以預測管理（提前採取）對執行處理過程的生物環境進行預測管理。這會導致效率提高，尤其是在能源消耗方面。這種方法還可以優化現有的處理廠基礎設施的使用。
「現代化工作的起點是需要符合排放標準，這與減少能源支出有關。由於實施的更改，效率提高了 25 至 35%。其中約 14％ 是由於改進的控制，而其餘部分是由於用現代、更節能的單元更換鼓風機。在正常運行下，該工廠實現了 80％ 的自足水平，但有時甚至達到 100％。這意味著我們獨立於能源。這是實施 DP 系統解決方案的直接結果，」
斯盧普斯克廢水處理廠經理卡齊米爾茲·斯塔奇拉說。
在 Słupsk 實施的 MACS 解決方案用於控制曝氣、內部和外部循環，以及調節鼓風機和混合器等關鍵驅動器的操作。同時也實施了凝結劑量模組。在確保控制系統的高效運行方面的重要作用是安裝的全面儀器。
「應用控制的有效性是結合處理廠流程的深入技術知識、自動化原理專業知識以及基於數學模型和預測控制的工程，」
卡齊米爾茲·斯塔奇拉說。
MACS 系統用於控制曝氣，內部和外部循環，以及調節驅動器（如鼓風機和混合器）的操作。
MACS 採用西門子技術設計，結合傳統 PLC 控制器與工業電腦。
該解決方案採用西門子技術設計，該技術將傳統 PLC 控制器與工業計算機集成。一 SIMATIC Box PC，與通信模塊一起用於控制。西門子工業電腦具有高性能、寬廣的工作溫度範圍和耐震性，同時在控制櫃中佔用最少的空間。它們還設計可以在惡劣的環境條件下可靠地運行。
「我們選擇西門子解決方案，因為它是一個多功能的平台，結合了可編程邏輯控制器和高性能工業計算機的功能。此計算能力對於與 MATLAB 環境整合至關重要，該環境用於實作數學模型、重現處理廠的生化過程，以及執行過程控制的計算。這種方法使我們能夠輕鬆地將優化層與同一環境中的控制系統整合，」
DP 系統工業自動化部主任羅伯特·沃茲拉克解釋。
一台緊湊的工業電腦 SIMATIC Box PC，以及通訊模組，用於控制系統。
實施 MACS 系統的一個重要好處在於使用該系統的設施進行過程的安全性廣泛了解。
現代化是以方式進行的，不需要更換處理廠的現有基礎設施。現有的測量設備，並加上額外的缺少量測量，已整合並提供 MACS 系統運行所需的數據。反過來，DP System 解決方案產生的控制信號由工廠的現有控制基礎架構執行，該基礎架構僅經過輕微升級。因此，儘管投資量相對較低，但實現了顯著的財務和環境效益。
「在處理廠的現代化過程中，我們推出了一個額外的高級控制層，作為操作員的支持。實施後，MACS 系統選擇並自動設置最佳過程控制參數，」
DP 系統項目經理托馬斯·赫澤西亞內克說。
該解決方案的實施大約需要六個月，而其校正持續約一年，因此可以考慮不同季節的設施的運營細節。
最重要的好處包括節省電力消耗而產生的能源。還有可能增加生物部分中過程的穩定性。此外，員工在受到系統信息的支持下，現在更少參與過程監督，從而使他們的時間更有效地使用。
通過現代化獲得的另一個好處是，廣泛了解該設施進行的過程安全性提高。實施的解決方案可以實現約 20,000 PE（人口等值）的額外負載容量儲存。這使處理廠能夠接受更大量廢水，以使用已存在的反應器進行處理。
「在現代化之前，該處理廠能夠接收 250,000 人的廢水，而現在則為 350 萬人提供服務。除其他事情之外，還得益於實施優化解決方案。我們對 DP System 在實施工作中的參與以及系統的性能感到滿意。應用的解決方案在我們處理廠的日常運作中，也在嚴重的情況下，例如降雨後大量流入廢水時，都有效。」
總結來自斯盧普斯克的處理廠的卡齊米爾茲·斯塔奇拉。
在西門子設備上執行 MACS 解決方案的另一個設施是 Iława 的廢水處理廠。在這種情況下，實施的主要原因是需要降低已處理廢水中的氮含量。DP System 贏得了招標，並開始更換負責循環控制控制的控制元件、阻尼器和驅動元件的工作。
現代化包括 PIX 凝固劑的內部和外部循環、曝氣控制和定量。作為完成工作的一部分，外部循環系統已從基於輸入廢水量的控制算法更改為基於二次淨化器中的污泥水量的控制算法。由於這些變更，必須自動將安裝在次要清淨器中的出口閘道進行自動化。現代化導致已處理廢水質量提高。在節能方面也獲得明顯的好處。
「能源消耗很大程度取決於流入處理廠的廢水類型。較困難的負載需要更多的空氣和使用消耗大量電力的鼓風機。由於輸入廢水濃度不同的變化，因此很難準確評估新解決方案的能源效率。但是，在穩定運行期間，我們觀察到安裝的性能顯著改善和能源效率提高。在正確的時刻控制阻尼器並關閉鼓風機，可以清楚地降低耗電量。多虧了優化，我們現在能夠充分利用廢水處理系統的功能，」
伊瓦瓦廢水處理廠副主管克齊斯托夫·德拉謝夫斯基說。
MACS 系統一直在伊瓦瓦使用了幾年。與斯盧普斯克的處理廠相似，其實施大約需要六個月，接著大約需要一年的適應該設施的特定條件。在每年週期中，分析了設施中可能發生的所有季節性現象。目前，應用的解決方案可以降低約 12% 的能量。提高製程效率也意味著整個工廠的產量更高，以及處理更大量廢水的能力。
「我們不是標準的 PID 控制器，而是使用過程模型和產生的預測（即 MPC（模型預測控制）算法來實現了解決方案。這種控制器的操作點接近技術極限，這會自動轉化為更高的製程效率和改善工廠輸送量。」 從 DP 系統中解釋了羅伯特·沃茲拉克。
西門子提供的解決方案不僅考慮到基於模型控制的廣泛功能，還為人工智能提供支持：機器學習（深度學習）。所有這些都可以實現更高的控制效率，並提供額外的機會，以優化能源消耗並實現更好的製程性能。」 強調西門子波蘭西門子的米歇爾·烏林斯基。
實施的解決方案有助於將化學過程中獲得的沼氣量最大化。MACS 系統的另一個好處是縮短某些任務所需的時間。
「在某些方面，有可能減少勞動力投入。這也適用於二次清淨機的控制，在現代化之前需要手動調整閘口以調節污泥水平，而現在這個過程已完全自動化。」
克里什托夫·德拉謝夫斯基筆記。
「MACS 系統可持續監控測量設備。它還允許評估電流量測的可靠性。如果系統確定給定的測量值不可靠，它會通知使用者並切換到替代測量，或將控制算法基於歷史值，」
從 DP 系統中添加托馬什·克澤西亞內克。
