Shanghai Zhonghan Electric: Případová studie projektu řídicího systému PLC pro čistírnu odpadních vod

I. Přehled projektu

Městská čistírna odpadních vod se rozhodla modernizovat svůj provoz, aby zvýšila efektivitu, zajistila stálou kvalitu odtoku a snížila náklady na údržbu. K tomuto účelu svěřila čistírna společnosti Shanghai Zhonghan Electric návrh, výrobu, programování a uvádění do provozu komplexního systému automatizovaného řízení přímo na místě. Hlavním cílem bylo poskytnout přesné, plně automatické řízení celého procesu čištění odpadních vod, čímž se zaručí spolehlivý provoz a stabilní, nepřerušovaná činnost. Jádrem tohoto řešení byl přizpůsobený řídicí systém PLC, navržený tak, aby vyhovoval jedinečným provozním požadavkům čistírny a bezproblémově se integroval do stávající infrastruktury.

II. Klíčové řešení projektu a konfigurace

(A) Konfigurace řídicího jádra

Řídicí systém PLC byl postaven kolem řady PLC Siemens S7-1500 (CPU 1516-3PN/DP), která byla vybrána jako centrální řídicí jednotka pro svým vysoký výkon, spolehlivost a škálovatelnost. Tento systém byl navržen tak, aby zpracovával přibližně 800 I/O bodů (DI, DO, AI, AO) a poskytoval komplexní monitorování a řízení signálů ve všech technologických jednotkách, včetně síťování, aerace, recirkulace kalu a usazování. Architektura využívala distribuovaný model se 1 hlavní stanicí a 3 vzdálenými stanicemi, čímž bylo zajištěno robustní pokrytí rozsáhlého areálu čistírny. Komunikace mezi hlavní a vzdálenými stanicemi probíhala prostřednictvím průmyslového Ethernetu přes optická vlákna, což zaručovalo vynikající odolnost proti rušení a stabilní přenos dat i v náročném, elektricky rušivém prostředí čistírny.

(B) HMI a hardwarová konfigurace

K doplnění řídicího systému PLC zahrnoval projekt plně integrované hardwarové a monitorovací řešení. Hlavní monitorovací systém byl založen na softwaru Siemens WINCC 7.5, který nabízí pokročilé funkce, jako je vizualizace průběhu procesu v reálném čase, záznam historických dat, správa poplachů, automatické generování zpráv a možnost dálkového řízení. Vlastní řídicí skříň PLC byla vyrobena z kvalitní nerezové oceli s povrchovou úpravou elektrostatickým nástřikem a splňuje stupeň krytí IP40, aby odolala vlhkým a korozivním podmínkám typickým pro čistírny odpadních vod. Na dveřích skříně byl nainstalován dotykový displej MCGS (Kunlun Tongtai), který umožňuje místní provoz a monitorování přímo na místě pro rychlé úpravy a odstraňování poruch. Uvnitř skříně byly komponenty renomovaných značek pečlivě uspořádány a zapojeny s dodržením přesného a úhledného vedení kabelů, přičemž byly striktně dodrženy mezinárodní normy elektrické bezpečnosti, aby byla zaručena dlouhodobá spolehlivost celého systému.

III. Služby a proces implementace

Shanghai Zhonghan Electric poskytla plnohodnotnou, komplexní jednorázovou službu, aby zaručila úspěch projektu:

• Návrh řešení: Náš tým provedl důkladný průzkum na místě, aby mapoval technologické procesy výrobního závodu, vypracoval podrobné elektrické schémata a navrhl jak rozhraní dotykové obrazovky, tak rozhraní hlavního počítače pro intuitivní ovládání.
• Výroba a montáž: Řídicí skříň PLC byla vyrobena přesně podle specifikací, včetně integrace dotykové obrazovky MCGS a montáže všech vnitřních komponentů, jako jsou PLC firmy Siemens, napájecí zdroje a komunikační moduly.
• Vývoj softwaru: Byla vyvinuta vlastní řídicí logika PLC pro automatizaci základních procesů – od počátečního třídění až po konečné vypouštění odpadních vod. Operátorská rozhraní WINCC a MCGS byla nakonfigurována tak, aby poskytovala provoznímu personálu jasné a prakticky využitelné informace o výkonu systému.
• Instalace na místě: Zkušení inženýři byli nasazeni k provedení kontrol zapojení na místě, ladění sítě a testování integrace systému, čímž bylo zajištěno bezchybné komunikování řídicího systému PLC se zařízeními v terénu, jako jsou čerpadla, ventily a senzory.
• Školení a předání: Týmu zákazníka bylo poskytnuto komplexní školení provozu a údržby, které zahrnovalo navigaci v systému, odstraňování poruch a pravidelnou údržbu. Veškerá technická dokumentace, včetně schémat, návodů k obsluze a záloh softwaru, byla dodána za účelem dokončení přijetí projektu.

IV. Výsledky projektu

Po uvedení do provozu umožnil řídicí systém PLC plně automatické a inteligentní řízení celého procesu čištění odpadních vod. Systém zajišťoval stabilní provoz zařízení, rychlé zjištění a reakci na poruchy a výrazné snížení nákladů na ruční práci, čímž byla eliminována nutnost neustálých úprav přímo na místě. Kvalita odtoku pravidelně splňovala i přesahovala regulační normy, dokonce i v obdobích maximálního průtoku, což potvrzuje schopnost řídicí skříně PLC přizpůsobit se dynamickým provozním podmínkám. Projekt byl dokončen včas a v rámci rozpočtu a získal od klienta vysoké uznání pro svou spolehlivost, snadnou obsluhu a pozitivní dopad na provozní efektivitu.

V. Shrnutí projektu

Tento projekt čistírny odpadních vod je důkazem odborných znalostí společnosti Shanghai Zhonghan Electric v oblasti návrhu systémů řízení PLC, výroby zařízení a provozního uvedení do provozu na místě. Ilustruje naši schopnost dodávat přizpůsobená řešení s vysokým výkonem, která jsou speciálně navržena tak, aby splňovala jedinečné požadavky městské environmentální infrastruktury. Společnost Shanghai Zhonghan Electric bude i nadále rozšiřovat svou přítomnost v oblasti environmentální automatizace a využívat pokročilých technologií, jako je řídicí systém PLC, k podpoře inteligentního, účinného a udržitelného rozvoje průmyslu čištění odpadních vod po celém světě.