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.

Новая водоподготовительная станция в Новокузнецке

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.

Управляющее устройство ПР200 и модули ввода-вывода ОВЕН

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.

Шкафы управления насосами

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.