Роль ОВЕН в системах автоматического управления доочисткой сточных вод
Доочистка сточных вод является заключительным этапом в работе очистных сооружений. На этой стадии из воды удаляются остаточные загрязняющие вещества, опасные для здоровья человека и экосистем. Эффективное обеззараживание минимизирует нагрузку на водоемы, предотвращает их цветение и снижает санитарно-эпидемиологические риски для человека и биосистемы.
Чтобы обеспечить надежную работу этого этапа, необходима высокая точность дозирования реагентов, стабильность технологических процессов и отказоустойчивость систем управления. Именно здесь автоматизация играет ключевую роль.
О том, как оборудование ОВЕН помогает создать эффективную систему автоматического управления доочисткой сточных вод, рассказал Владимир Смирнов, главный специалист по информационным технологиям и руководитель департамента систем диспетчеризации НПО «Каскад-ГРУП». Компания специализируется на разработке продукции для рынка автоматизации, ИТ-решений и внедрении систем промышленной автоматизации.
Этот проект – важный шаг на пути к сохранению экологического баланса в регионе и наглядное подтверждение того, что оборудование ОВЕН эффективно справляется с задачами любой сложности. Мы попросили Владимира подробнее описать проект и пояснить, почему они выбрали именно ОВЕН для решения задачи.
В.С.: Наша компания получила заказ на автоматизацию управления новой водоподготовительной установкой в Новокузнецке. Нам предстояло создать АСУ для повышения надежности, управляемости и прозрачности технологических процессов доочистки сточных вод из чистой части пруда перед их сбросом в реку Конобениха. Работы по согласованию с заказчиком решили проводить на базе оборудования ОВЕН.
Автоматизация систем управления должна была решить целый спектр задач: от минимизации рисков, связанных с возможными ошибочными действиями оперативного персонала, до сокращения затрат на обслуживание оборудования. В список задач также входили:
- оптимизация технологических процессов – автоматический выбор режимов работы с учетом показаний анализаторов и измерительных преобразователей;
- информационное обеспечение – визуализация и архивирование параметров;
- эффективное взаимодействие служб – планирование профилактических и ремонтных работ, обеспечение оперативного обмена данными между подразделениями, фиксация действий персонала.
Для полноценного управления процессом мы установили следующие шкафы управления (перечислю основные):
- шкаф автоматики (ША) в операторской;
- шкаф управления запорной арматурой (ШУЗ);
- шкаф управления насосами дозирования гипохлорита натрия (ШУНД-Г);
- шкаф управления насосами дозирования коагулянта (ШУНД-К);
- шкаф управления насосами дозирования флокулянта (ШУНД-Ф);
- шкаф управления насосами дозирования едкого натра (ШУНД-ЕН);
- шкаф управления насосами дозирования бисульфита натрия (ШУНД-БН);
- шкаф управления насосами собственных нужд (ШУН-СН).
Также в схему включен ящик управления насосами дренажных вод (ЯУ-ДВ) и АРМ оператора.
В операторской находится главный шкаф автоматики (ША), где установлен программируемый контроллер ОВЕН ПЛК210 – основное управляющее устройство системы. Он в свою очередь связан с контроллерами ПЛК210 шкафов (ШУНД-К, ШУН-СН, ШУНД-Г, ШУНД-ЕН), которые управляют насосами дозирования различных очистителей, шкафом управления запорной арматурой ШУЗ, модулями ввода-вывода ОВЕН МВ210 и МУ210 по сети Ethernet.
Благодаря наличию собственных ПЛК шкафы автоматики выполняют локальные функции управления соответствующими подсистемами независимо от состояния основного контроллера.
Насосами дренажных вод управляет программируемое реле ОВЕН ПР200. Сбор информации с реле осуществляется по интерфейсу RS-485.
Для наглядного отображения значений параметров и оперативного управления, а также ведения архива событий шкафы ШУНД-К, ШУНД-Г и ШУН-СН оснащены сенсорными панелями операторов ОВЕН СП307, для ШУЗ использована панель СП315. Панели оператора взаимодействуют с контроллерами посредством Ethernet по протоколу Modbus TCP.
Управление насосами осуществляют частотные преобразователи по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU), управление электроприводами затворов – бесконтактные реверсивные пускатели.
Также собственными контроллерами ПЛК210 обеспечены станции дозирования. Это позволяет осуществлять дозирование реагентов даже в случае выхода из строя или при потере связи с контроллером главного шкафа автоматики.
SCADA-система АРМ оператора и схема системы управления
При полном снятии напряжения с системы все рабочие программы и алгоритмы, а также настроечные параметры сохраняются в памяти ПЛК210 в течение всего срока службы системы.
Для сбора информации и централизованного управления в проекте организована локальная сеть, объединяющая все ПЛК между собой и АРМ диспетчера. Локально-вычислительная сеть имеет физическую топологию «разомкнутого кольца». Такая схема повышает надежность системы, обеспечивая автоматическое восстановление связи при выходе из строя какого-либо из ее узлов. АРМ оператора реализовано на базе промышленного компьютера iROBO-3000, на котором развернута SCADA-система.
Внедренный проект отвечает за полный цикл контроля и регулирования технологического процесса доочистки сточных вод. Система собирает данные, показывает реальные значения параметров, автоматически регулирует и управляет процессом без участия человека. В целях предотвращения аварийных ситуаций или поломок система включает защиту и блокировку. Удаленное управление позволяет дистанционно включать/выключать оборудование, а заданные настройки сохранятся даже при отключении питания.
Реализация проекта позволила снизить эксплуатационные риски и повысить точность технологических операций. Проект подходит для масштабирования и может стать основой для тиражирования подобных решений на других объектах водоподготовки.
