Успешное применение оборудования Мицубиси Электрик в системе АСУТП

15.08.2017

2017-08-15_11-43-58.jpg

Проект интересен своими техническими решениями:

  • Резервированная конфигурация SCADA-системы MAPS;
  • Использование удаленных станций ввода\вывода серии ST;
  • Применение шины ProfibusDP для связи с полевым оборудованием.

ПРОЕКТ:

Автоматизированная система управления технологическими процессами очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков.

ОБЪЕКТ:

Биологические очистные сооружения, первый пусковой комплекс.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Биологические очистные сооружения (БОС) предназначены для очистки хозяйственно-бытовых (21 %) и промышленных (79 %) сточных вод от производственных объектов ПАО «НКНХ» и населения г. Нижнекамск. Объект имеет стратегическую значимость для жизнедеятельности города и экологии всего региона.

В состав цеха БОС входят следующие объекты:

  • Участок механической очистки;
  • Участок биологической очистки;
  • Участок доочистки;
  • Участок обезвоживания осадка.

В рамках первой очереди модернизации цеха БОС осуществлялась реконструкция узла механической очистки хозбытовых и химстоков. Данный узел предназначен для задерживания, обработки и утилизации мусора, который поступает с хозбытовыми стоками, сбора и нейтрализации выделяющихся в процессе очистки стоков вредных и обладающих неприятными запахами веществ, осуществляется очистка стоков от песка и нерастворенных веществ.

Автоматизируемые технологические узлы 1‑й очереди реконструкции:

  • Приемно-распределительная камера решеток (прием хозбытовых стоков и распределение потока на четыре линии решеток);
  • Здание решеток (улавливание крупных плавающих предметов из сточной воды на решетках грубой и тонкой очистки);
  • Песколовки хозбытовых стоков (улавливание песка на аэрируемых песколовках).
  • Камера переключений (управление потоками химических стоков от промышленных предприятий г. Нижнекамск);
  • Песколовки промышленных химстоков;
  • Флотаторы химстоков;
  • Смеситель хозбытовых и химстоков (смешение стоков перед подачей на биологическую очистку);
  • Насосная станция ливневых стоков;
  • Насосная станция флотошлама.
2017-08-15_11-44-17.jpg

ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ

Помимо ряда типовых функциональных требований к системе АСУТП БОС также предъявляются особые дополнительные требования:

  • гибкость и расширяемость системы, возможность наращивания функций в процессе дальнейшей реализации программы реконструкции очистных сооружений;
  • широкие интеграционные возможности системы (открытость, поддержка стандартных промышленных протоколов), позволяющие подключение множества локальных подсистем управления отдельными технологическими узлами;
  • повышенная надежность функционирования элементов системы путем использования интеллектуальных устройств с расширенной диагностикой, осуществление максимально возможного числа предупредительных и аварийных сигнализаций и защит.

СТРУКТУРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Уровень полевого оборудования представлен контрольно-измерительными приборами, аналитическими комплексами, запорно-регулирующей арматурой и системами локальной автоматики отдельных

узлов и агрегатов. Контроллерный уровень построен с использованием мощного высокопроизводительного ПЛК SystemQ (Q06UDVCPU) с установленными в базовое шасси сигнальными и интерфейсными модулями.

При этом сбор данных с удаленных объектов цеха БОС также осуществляется при помощи станций распределенного вводы\вывода на базе периферийный модулей серии ST, подключаемых к управляющему контролеру по шине ProfibusDP.

Уровень диспетчерского управления АСУТП выполнен на базе SCADA-системы MAPS с резервированной конфигурацией серверов и двумя АРМ оператора. Общее количество тегов с учетом дальнейшего расширения системы — 15000. Дополнительно для удобства эксплуатации системы в здании решеток по месту в установлен шкаф с сенсорной 15” панелью оператора GT2715.

В системе широко применяются промышленные полевые шины сбора данных:

  • ProfibusDP (5 сегментов): управление электрифицированными задвижками (84 шт), связь с удаленными станциями ввода\вывода ST (3 шт.), связь с аналитическими комплексами (3 шт.);
  • Profibus PA (через конвертор DP/PA): сбор информации с оборудования КИП (уровнемеры, датчики давления, расходомеры);
  • ModbusTCP: управление мешалками смесителя хозбытовых и химстоков (8 шт.).

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕОСОБЕННОСТИ

Примененный в системе АСУТП управляющий контроллер SystemQ, благодаря своему быстродействию, модульной архитектуре и поддержке промышленных сетей, обеспечивает запас по дальнейшему

расширению системы. Стоит отметить, что оборудование может подключаться к ПЛК через систему удаленной периферии ST, при этом процесс подключения не требует дополнительных настроек, достаточно сконфигурировать дополнительные станции в специализированном ПО GX Configurator-DP.

В процессе разработки алгоритмов системы автоматического регулирования были разработаны аналитические функции, например автоматической коррекции уставок систем регулирования на основе диспетчерских графиков (показаний расходомеров, датчиков уровня поступающих стоков).

ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ

Реализация первой очереди реконструкции БОС позволила повысить эффективность механической очистки, уменьшить выбросы загрязняющих веществ с неприятным запахом в атмосферу, увеличить эффективность извлечения мехпримесей из хозбытовых стоков. При этом система автоматизации на базе оборудования Mitsubishi Electric обеспечивает возможность дальнейшего расширения системы в рамках проекта реализации реконструкции 2-ой очереди (участка биологической очистки).

2017-08-15_11-51-50.jpg