Шанхай Чжунхань Електрік: Кейс-проект системи ПЛК керування очисною спорудою для стічних вод

I. Загальний огляд проекту

Муніципальна очисна споруда прагнула модернізувати свої операції, щоб підвищити ефективність, забезпечити стабільну якість очищених стічних вод та знизити витрати на технічне обслуговування. Для досягнення цього споруда доручила компанії Shanghai Zhonghan Electric розробку, виготовлення, програмування та пусконалагодження на місці комплексної системи автоматизованого керування. Основною метою було забезпечити точне й повністю автоматизоване керування всім процесом очищення стічних вод, що гарантує надійну роботу та стабільну, безперервну експлуатацію. У центрі цього рішення знаходиться спеціалізована система керування на базі ПЛК, розроблена з урахуванням унікальних експлуатаційних вимог споруди та забезпечуюча бездоганну інтеграцію з існуючою інфраструктурою.

II. Основна схема проекту та конфігурація

(А) Конфігурація основного блоку керування

Система керування на основі ПЛК була побудована навколо ПЛК серії Siemens S7-1500 (CPU 1516-3PN/DP), обраного як центральний блок керування завдяки високій продуктивності, надійності та масштабованості. Ця система була розрахована на обробку приблизно 800 точок вводу-виводу (DI, DO, AI, AO), забезпечуючи комплексне моніторинг і керування сигналами у всіх технологічних вузлах, зокрема сортуванні, аерації, рециркуляції осаду та освітленні. Архітектура передбачала розподілену модель із 1 головною станцією та 3 віддаленими станціями, що гарантувало стійке охоплення розгалуженої планувальної структури очисної споруди. Зв’язок між головною та віддаленими станціями здійснювався за допомогою промислового Ethernet через оптоволоконні лінії зв’язку, забезпечуючи виняткову стійкість до перешкод та стабільну передачу даних навіть у жорстких умовах електромагнітних завад на очисній споруді.

(Б) Інтерфейс людини-машина (HMI) та конфігурація апаратного забезпечення

Для доповнення системи керування ПЛК проект передбачав повністю інтегроване апаратне забезпечення та систему моніторингу. Основна система моніторингу працювала на базі програмного забезпечення Siemens WINCC 7.5, яке забезпечувало розширені функції, зокрема візуалізацію технологічних процесів у реальному часі, реєстрацію історичних даних, управління тривожними сигналами, автоматичне формування звітів та можливість віддаленого керування. Спеціалізований шафний шафний шкаф керування ПЛК був виготовлений із високоякісної холоднокатаної сталі з електростатичним фарбуванням і має ступінь захисту IP40, що забезпечує його стійкість до вологи та корозії — умов, типових для очисних споруд. На дверці шафи було встановлено сенсорний екран MCGS (Kunlun Tongtai), що дозволяв виконувати локальне керування та моніторинг безпосередньо на об’єкті для швидкого внесення коректив та усунення несправностей. Всередині шафи компоненти відомих світових брендів були ретельно розміщені з акуратною прокладкою кабелів і строго відповідали міжнародним стандартам електробезпеки, щоб гарантувати тривалу надійність роботи системи.

III. Обслуговування та процес впровадження

Shanghai Zhonghan Electric надала повний цикл комплексних послуг «під ключ» для забезпечення успішного завершення проекту:

• Розробка схеми: Наша команда провела детальне дослідження об’єкта на місці, щоб відобразити технологічні процеси підприємства, розробила детальні електричні схеми та спроектувала інтерфейси для сенсорного екрана й хост-комп’ютера з метою інтуїтивного керування.
• Виробництво та збирання: Шафа керування на базі ПЛК була виготовлена з точним дотриманням технічних вимог із інтеграцією сенсорного екрана MCGS та збиранням усіх внутрішніх компонентів, у тому числі ПЛК Siemens, блоків живлення та модулів зв’язку.
• Розробка програмного забезпечення: Спеціалізована логіка керування ПЛК була розроблена для автоматизації основних процесів — від початкового сортування до остаточного скидання стічних вод. Операторські інтерфейси WINCC та MCGS були налаштовані так, щоб забезпечити операторам чітку й практичну інформацію про поточний стан роботи системи.
• Пусконалагоджувальні роботи на місці: старших інженерів було направлено для виконання перевірки електропроводки на місці, налагодження мережі та тестування інтеграції системи, щоб забезпечити бездоганну взаємодію системи керування ПЛК з полевими пристроями, такими як насоси, клапани та датчики.
• Навчання та передача: команді замовника надано комплексне навчання з експлуатації та технічного обслуговування, що охоплює навігацію в системі, усунення несправностей та повсякденне обслуговування. Усю технічну документацію, включаючи схеми, керівництва та резервні копії програмного забезпечення, було передано для завершення приймання проекту.

IV. Досягнення проекту

Після введення в експлуатацію система керування на базі ПЛК забезпечила повністю автоматизоване та інтелектуальне керування всім процесом очищення стічних вод. Система забезпечила стабільну роботу обладнання, швидке виявлення та реагування на несправності, а також значне зниження витрат на ручну працю, усуваючи необхідність постійних коригувань на місці. Якість очищених стічних вод постійно відповідала вимогам регуляторних стандартів і навіть перевищувала їх, навіть під час періодів пікового стоку, що свідчить про здатність шафи керування на базі ПЛК адаптуватися до динамічних умов експлуатації. Проект було завершено вчасно та в межах виділеного бюджету, отримавши високу оцінку замовника за надійність, зручність у користуванні та позитивний вплив на експлуатаційну ефективність.

V. Підсумки проекту

Цей проект очисної споруди є свідченням експертних компетенцій компанії Shanghai Zhonghan Electric у проектуванні систем керування на основі ПЛК, виробництві обладнання та пусконалагоджувальних роботах на місці. Він демонструє нашу здатність надавати індивідуальні рішення з високими експлуатаційними характеристиками, адаптовані до унікальних викликів, пов’язаних із муніципальною екологічною інфраструктурою. У майбутньому компанія Shanghai Zhonghan Electric продовжуватиме зміцнювати свої позиції в галузі автоматизації екологічних систем, використовуючи передові технології, зокрема системи керування на основі ПЛК, для забезпечення інтелектуального, ефективного та сталого розвитку галузі очищення стічних вод у всьому світі.