Шанхай Чжунхань Электрик: Пример проекта системы ПЛК управления очистными сооружениями

I. Обзор проекта

Муниципальные очистные сооружения стремились модернизировать свою деятельность с целью повышения эффективности, обеспечения стабильного качества очищенной сточной воды и снижения эксплуатационных расходов. Для достижения этой цели предприятие поручило компании Shanghai Zhonghan Electric разработку, производство, программирование и пусконаладку комплексной системы автоматизированного управления. Основной задачей являлось обеспечение точного, полностью автоматизированного контроля над всем процессом очистки сточных вод, гарантирующего надёжность функционирования и устойчивую, бесперебойную работу. В основе данного решения лежала специализированная система ПЛК-управления, спроектированная с учётом уникальных эксплуатационных требований предприятия и обеспечивающая бесшовную интеграцию с существующей инфраструктурой.

II. Основная проектная концепция и конфигурация

(A) Конфигурация основного управляющего устройства

Система управления на базе ПЛК была построена на основе ПЛК серии Siemens S7-1500 (CPU 1516-3PN/DP), выбранного в качестве центрального управляющего устройства благодаря высокой производительности, надёжности и масштабируемости. Эта система предназначена для обработки приблизительно 800 точек ввода-вывода (DI, DO, AI, AO), обеспечивая всесторонний мониторинг и управление сигналами во всех технологических блоках, включая сортировку, аэрацию, рециркуляцию осадка и отстаивание. Архитектура системы реализована по распределённой модели с 1 главной станцией и 3 удалёнными станциями, что гарантирует надёжное охват всей обширной территории очистных сооружений. Связь между главной и удалёнными станциями осуществляется по промышленной сети Ethernet через оптоволоконные линии связи, обеспечивая исключительную помехоустойчивость и стабильную передачу данных даже в условиях жёсткой электромагнитной обстановки на объекте.

(B) Система человеко-машинного интерфейса (HMI) и конфигурация оборудования

Для дополнения системы управления на базе ПЛК проект включал полностью интегрированную аппаратную и систему мониторинга. Основная система мониторинга была реализована на платформе Siemens WINCC 7.5 и обладала расширенными возможностями, такими как визуализация технологического процесса в реальном времени, регистрация исторических данных, управление тревожными сигналами, автоматическая генерация отчётов и удалённое управление. Шкаф управления на базе ПЛК был изготовлен по индивидуальному заказу из высококачественной холоднокатаной стали с применением электростатического напыления и имеет степень защиты IP40, что обеспечивает его устойчивость к влажным и агрессивным коррозионным условиям, характерным для очистных сооружений сточных вод. На двери шкафа установлен сенсорный экран MCGS (Kunlun Tongtai), позволяющий выполнять локальное управление и мониторинг непосредственно на месте для оперативной настройки и устранения неисправностей. Внутри шкафа компоненты ведущих брендов аккуратно размещены и подключены с соблюдением чёткой и упорядоченной прокладки кабелей в строгом соответствии с международными стандартами электробезопасности, что гарантирует долгосрочную надёжность системы.

III. Сервис и процесс внедрения

Компания Shanghai Zhonghan Electric предоставила комплексную услугу «под ключ» для обеспечения успешной реализации проекта:

• Разработка схемы: наша команда провела тщательное исследование объекта на месте, чтобы составить карту технологических процессов завода, разработала подробные электрические схемы и спроектировала интерфейсы как для сенсорного экрана, так и для главного компьютера, обеспечив интуитивно понятное управление.
• Производство и сборка: шкаф управления на базе ПЛК был изготовлен в строгом соответствии с техническими требованиями, в него интегрирован сенсорный экран MCGS, а также выполнена сборка всех внутренних компонентов, включая ПЛК Siemens, источники питания и модули связи.
• Разработка программного обеспечения: была разработана специализированная логика управления ПЛК для автоматизации основных процессов — от первичной сортировки до окончательного сброса сточных вод. Интерфейсы операторов WINCC и MCGS были настроены таким образом, чтобы обеспечить операторам ясное и практичное представление о работе системы.
• Пусконаладочные работы на месте: Для выполнения проверки монтажа кабельных соединений на месте, отладки сети и тестирования интеграции системы были направлены ведущие инженеры, что обеспечило безупречное взаимодействие системы управления на базе ПЛК с полевыми устройствами, такими как насосы, клапаны и датчики.
• Обучение и передача проекта: Команде заказчика было предоставлено всестороннее обучение эксплуатации и техническому обслуживанию, охватывающее навигацию по системе, устранение неисправностей и проведение регулярного технического обслуживания. Вся техническая документация, включая принципиальные схемы, руководства и резервные копии программного обеспечения, была передана заказчику для завершения приёмки проекта.

IV. Результаты проекта

После ввода в эксплуатацию система управления на базе ПЛК обеспечила полностью автоматизированный и интеллектуальный контроль всего процесса очистки сточных вод. Система продемонстрировала стабильную работу оборудования, быстрое обнаружение и устранение неисправностей, а также значительное сокращение затрат на ручной труд, устранив необходимость постоянной корректировки параметров непосредственно на объекте. Качество очищенных стоков постоянно соответствовало и превышало нормативные требования, даже в периоды пикового притока, что подтверждает способность шкафа управления на базе ПЛК адаптироваться к динамически изменяющимся условиям эксплуатации. Проект был завершён в установленные сроки и в рамках выделенного бюджета, получив высокую оценку заказчика за надёжность, удобство использования и положительное влияние на эксплуатационную эффективность.

V. Резюме проекта

Этот проект очистных сооружений является свидетельством экспертных компетенций компании Shanghai Zhonghan Electric в области проектирования систем управления на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК), производства оборудования и пусконаладочных работ на месте. Он демонстрирует нашу способность предоставлять индивидуальные высокопроизводительные решения, адаптированные к уникальным вызовам, стоящим перед муниципальной экологической инфраструктурой. В дальнейшем компания Shanghai Zhonghan Electric будет продолжать укреплять своё присутствие в сфере автоматизации экологических объектов, используя передовые технологии, такие как системы управления на базе ПЛК, для обеспечения интеллектуального, эффективного и устойчивого развития мировой отрасли очистки сточных вод.