Shanghai Zhonghan Electric: Caso práctico del proyecto de sistema de control PLC para una planta de tratamiento de aguas residuales

I. Informe del Proyecto

Una planta municipal de tratamiento de aguas residuales buscaba modernizar sus operaciones para mejorar la eficiencia, garantizar una calidad constante del efluente y reducir los costes de mantenimiento. Para lograrlo, la planta encargó a Shanghai Zhonghan Electric el diseño, fabricación, programación y puesta en marcha in situ de un sistema integral de automatización y control. El objetivo principal era ofrecer un control preciso y completamente automatizado de todo el proceso de tratamiento de aguas residuales, asegurando un rendimiento fiable y una operación estable y continua. En el centro de esta solución se encontraba un sistema de control PLC personalizado, diseñado específicamente para satisfacer las necesidades operativas únicas de la planta e integrarse perfectamente con su infraestructura existente.

II. Esquema y configuración fundamentales del proyecto

(A) Configuración del núcleo de control

El sistema de control PLC se construyó en torno al PLC de la serie Siemens S7-1500 (CPU 1516-3PN/DP), seleccionado como unidad de control central por su alto rendimiento, fiabilidad y escalabilidad. Este sistema fue diseñado para gestionar aproximadamente 800 puntos de E/S (DI, DO, AI, AO), ofreciendo una supervisión y un control exhaustivos de las señales en todas las unidades de proceso, incluyendo cribado, aireación, recirculación de lodos y clarificación. La arquitectura adoptó un modelo distribuido con 1 estación principal y 3 estaciones remotas, garantizando una cobertura robusta de la extensa planta. La comunicación entre la estación principal y las estaciones remotas utilizó Ethernet industrial sobre fibra óptica, logrando un rendimiento excepcional frente a interferencias y una transmisión de datos estable incluso en el entorno agresivo y eléctricamente ruidoso de la planta.

(B) Interfaz Hombre-Máquina (HMI) y configuración de hardware

Para complementar el sistema de control PLC, el proyecto incluyó una configuración de hardware y monitoreo completamente integrada. El sistema de monitoreo principal funcionaba con Siemens WINCC 7.5, ofreciendo funciones avanzadas como visualización en tiempo real del flujo de procesos, registro histórico de datos, gestión de alarmas, generación automática de informes y capacidades de control remoto. El armario de control PLC personalizado fue fabricado en acero laminado en frío de alta calidad con recubrimiento por pulverización electrostática, alcanzando un grado de protección IP40 para resistir las condiciones húmedas y corrosivas típicas de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Se instaló una pantalla táctil MCGS (Kunlun Tongtai) en la puerta del armario, lo que permite la operación y el monitoreo locales in situ para ajustes rápidos y resolución de incidencias. En el interior del armario, los componentes de marcas reconocidas fueron dispuestos cuidadosamente con una distribución ordenada de los cables, cumpliendo estrictamente con las normas internacionales de seguridad eléctrica para garantizar la fiabilidad a largo plazo del sistema.

III. Servicio y proceso de implementación

Shanghai Zhonghan Electric ofreció un servicio integral de una sola parada para garantizar el éxito del proyecto:

• Diseño de la solución: Nuestro equipo realizó una exhaustiva investigación in situ para mapear los procesos de la planta, elaboró esquemas eléctricos detallados y diseñó tanto las interfaces de pantalla táctil como las de la computadora principal para una operación intuitiva.
• Fabricación y ensamblaje: El armario de control PLC se fabricó según especificaciones exactas, integrando la pantalla táctil MCGS y ensamblando todos los componentes internos, incluidos el PLC Siemens, las fuentes de alimentación y los módulos de comunicación.
• Desarrollo de software: Se diseñó una lógica de control PLC personalizada para automatizar los procesos fundamentales, desde la clasificación inicial hasta la descarga final del efluente. Las interfaces de operador WINCC y MCGS se configuraron para brindar a los operadores información clara y accionable sobre el rendimiento del sistema.
• Puesta en marcha in situ: Se desplegaron ingenieros senior para realizar verificaciones de cableado in situ, depuración de la red y pruebas de integración del sistema, garantizando que el sistema de control PLC se comunicara perfectamente con los dispositivos de campo, como bombas, válvulas y sensores.
• Capacitación y entrega: Se proporcionó una capacitación integral sobre operación y mantenimiento al equipo del cliente, abarcando la navegación del sistema, la resolución de incidencias y los cuidados rutinarios. Toda la documentación técnica, incluidos los esquemas, manuales y copias de seguridad del software, fue entregada para completar la aceptación del proyecto.

IV. Logros del Proyecto

Tras la puesta en marcha, el sistema de control PLC permitió un control totalmente automatizado e inteligente de todo el proceso de tratamiento de aguas residuales. El sistema garantizó un funcionamiento estable de los equipos, una detección y respuesta rápidas ante fallos, y reducciones significativas en los costes de mano de obra manual, eliminando la necesidad de ajustes constantes in situ. La calidad del efluente cumplió y superó sistemáticamente las normativas reglamentarias, incluso durante los períodos de caudal máximo, lo que demuestra la capacidad del armario de control PLC para adaptarse a condiciones operativas dinámicas. El proyecto se completó dentro del plazo y del presupuesto previstos, recibiendo elogios por parte del cliente por su fiabilidad, facilidad de uso y su impacto positivo en la eficiencia operativa.

V. Resumen del proyecto

Este proyecto de planta de tratamiento de aguas residuales es un testimonio de la experiencia de Shanghai Zhonghan Electric en el diseño de sistemas de control PLC, la fabricación de equipos y la puesta en marcha in situ. Demuestra nuestra capacidad para ofrecer soluciones personalizadas y de alto rendimiento, adaptadas a los desafíos específicos de las infraestructuras ambientales municipales. De cara al futuro, Shanghai Zhonghan Electric seguirá consolidando su presencia en la automatización ambiental, aprovechando tecnologías avanzadas como los sistemas de control PLC para impulsar el desarrollo inteligente, eficiente y sostenible de la industria mundial de tratamiento de aguas residuales.