AKPiA Piotrowice

SUW PIOTROWICE MAŁE gm. NAŁĘCZÓW
MODERNIZACJA BRANŻY AKPiA
Przedmiot opracowania.
Przedmiotem opracowania jest projekt modernizacji układów zasilającosterowniczych branży AKPiA modernizowanej stacji uzdatniania wody w miejscowości
Piotrowice Małe gm. Nałęczów – Etap I.
Modernizacja swoim zakresem wykonywanych prac nie uwzględnia rozbudowy
rozdzielni głównej uwzględniając przy tym rezerwowy układ zasilania z agregatu
prądotwórczego, połączeń wyrównawczych, obwodów siłowych, – w osobnym
opracowaniu.
Zakres opracowania.
Opracowanie dla etapu I swoim zakresem obejmuje:
- Modernizację rozdzielnicy zasilająco-sterowniczej RT – części technologicznej SUW,
- Modernizację rozdzielnicy zasilająco-sterowniczej ZH - zestawu hydroforowego,
- Monitoring obiektu.
Rozdzielnice elektryczne
Przewiduje się modernizację istniejącej stacji uzdatniania wody o kolejne filtry oraz ujęcie
studni głębinowej. W celu wzajemnej korelacji istniejących i dokładanych podzespołów
przewiduje się wymianę (modernizację) istniejącej rozdzielnicy RT części technologicznej.
Nowa rozdzielnica RT przejmie dotychczasowe zadania starej rozdzielnicy.
Rozdzielnica RT
Rozdzielnica RT będzie wykonana ze stali malowanej proszkowo montowana
wewnątrz budynku o stopniu ochrony IP54, w której znajdować się będą elementy niezbędne do
zasilania urządzeń technologicznych stacji wraz z zabezpieczeniami , sterownik programowalny
PLC z modułami wejść i wyjść (binarnych, analogowych), przetworniki pomiarowe.
Zainstalowany sterownik PLC np. Siemens S7-1200 będzie odpowiedzialny za pracę
urządzeń zgodnie z przyjętym algorytmem części technologicznej pracy stacji.
Rozdzielnica RT będzie zasilała następujące urządzenia:
- Pompę głębinową PG1 i PG2 – 7,5kW,
- Dmuchawę – 7,5kW,
- Pompę płuczącą – 4,0kW
- Sprężarkę – 2,2kW
- Obwody potrzeb własnych AKPiA.
Układ sterowania pompami głębinowymi:
Pompy głębinowe będą sterowane w dwóch trybach: ręcznym z wykorzystaniem
przycisków sterowniczych (między innymi dla potrzeb konserwacyjno-remontowych) oraz
automatycznym poprzez wykorzystanie algorytmu sterownika PLC (w zależności od poziomu w
zbiorniku retencyjnym). Poziomy załączania i wyłączania zostały zawarte w części technologicznej
projektu. Wodomierze z nadajnikami impulsowymi zamontowane na kolektorach tłocznych pomp
umożliwiają pomiar przepływu wody surowej.
Załączenie pomp ma odbywać się w trybie automatycznym po opadnięciu lustra wody do
poziomu wprowadzonego jako załączenie pompy. Wyłączenie pracującej pompy następować
ma po podniesieniu lustra wody do poziomu wyłączenia. Sterownik zapewniać ma naprzemienną
prace z blokadą pracy równoległej pomp.
2
Układ dozowania podchlorynu sodu:
W skład układu wchodzi jedna stacja dozująca podchloryn sodu, która będzie załączana w
trybie pracy automatycznej wraz z pracą pomp głębinowych PG1 i PG2 (impulsowanie z
wodomierzy). Układ dozowania podchlorynu sodu można załączyć także w trybie ręcznym poprzez
wykorzystanie przełącznika piórkowego trzypołożeniowego R-0-A (Tryb Ręczny-0Automatyczny).
Układ sterowania sprężarką powietrza:
Do napowietrzania wody w procesie technologicznym przewidziano sprężarkę pracującą z
własnym zbiornikiem wyrównawczym powietrza. Układ także wyposażony jest w elektrozawór
załączający się w trybie ręcznym oraz automatycznym w przypadku wystąpienia niskiego ciśnienia
w układzie pneumatyki.
Układ płukania filtrów:
Praca dmuchawy i pompy płuczącej realizowana jest w trybie pracy ręcznej.
Układ sygnalizacji wody na zbiornikach.
Wykorzystany zostanie istniejący układ pomiarowy w którego skład wchodzą czujniki
konduktometryczne zamontowane przy ściankach zbiornika. Sygnały z czujników przekazane na
sterownik PLC umożliwiają automatyczne sterowanie naprzemienną pracą pomp głębinowych PG1
i PG2 oraz informują o stanach alarmowych (poziom minimalny, poziom maksymalny) w zbiorniku
wyrównawczym.
Algorytm sterownia RT
Stacja uzdatniania wody będzie pracować w dwóch trybach : ręcznym i automatycznym.
W trybie ręcznym praca urządzeń będzie wymuszona przez operatora rozdzielnicy
sterowniczej (załączenie dmuchawy, pompy płuczącej, przepustnic filtrów itp.)
W trybie automatycznym pompy głębinowe PG1 i PG2 będą pracowały w funkcji
napełniania zbiornika wyrównawczego zgodnie z algorytmem w sterowniku PLC.
Do poprawnego funkcjonowania układu automatyki na sterownik należy wprowadzić
następujące sygnały:
- Poprawność zasilania,
3
- Praca pomp głębinowych,
- Awaria pomp głębinowych,
- Praca dmuchawy,
- Awaria dmuchawy,
- Praca pompy płuczącej,
- Awaria pompy płuczącej,
- Awaria sprężarki,
- Impulsy z wodomierzy,
- Stacyjka (uzbrojenie/rozbrojenie obiektu),
- Sygnał otwarcia drzwi budynku,
Sygnały sterujące ze sterownika:
- Załącz/wyłącz pompę głębinową PG1,
- Załącz/wyłącz pompę głębinową PG2,
- Otwórz/zamknij elektrozawór sprężarki,
- Awaria zbiorcza.
Rozdzielnica zestawu hydroforowego ZH
Rozdzielnica ZH będzie wykonana ze stali malowanej proszkowo montowana wewnątrz
budynku o stopniu ochrony IP54, w której znajdować się będą elementy niezbędne do zasilania
urządzeń zestawu hydroforowego wraz z zabezpieczeniami , sterownik programowalny PLC,
przetwornica częstotliwości, przetworniki pomiarowe (ciśnienia, suchobiegu).
Zestaw przeznaczony jest do tłoczenia wody czystej oraz podwyższania ciśnienia w sieci.
Podstawowe funkcję zestawu :
- Automatyczna zamiana pomp pracujących (zapewnienie równej liczby godzin pracy
każdej pompy),
- Rozdzielnica sterująca realizuje tzw. funkcję falownika „nadążnego” co umożliwia
jednakowe zużycie pomp oraz ogranicza uderzenia hydrauliczne.
4
Algorytm sterowania ZH
Pracą zestawu można sterować ręcznie za pomocą przełączników umieszczonych
na drzwiach rozdzielnicy lub automatycznie z wykorzystaniem sterownika PLC.
Dla zapewnienia ekonomicznej, niezawodnej i płynnej pracy zestawu hydroforowego,
system wyposażony jest w falownik z filtrem RFI. Służy on do regulacji prędkości obrotowej
pompy w celu utrzymania stałego ciśnienia w sieci niezależnie od wielkości rozbioru. Jest
to najbardziej uzasadniony ekonomicznie sposób regulacji wydajności zestawu hydroforowego.
Układ pracuje w funkcji ciśnienia mierzonego w kolektorze tłocznym. Sygnał z analogowego
przetwornika ciśnienia jest przekazywany do sterownika, gdzie jest porównywany z sygnałem
ciśnienia zadanego. Gdy ciśnienie mierzone jest mniejsze od zadanego, a obroty pompy
są niższe od nominalnych, wtedy sterownik reguluje pracę falownika, zwiększa prędkość obrotową
pompy, podnosząc ciśnienie i wydajność. Jeżeli pompa osiągnie prędkość nominalną a ciśnienie
wciąż jest niższe od zadanego wtedy sterownik przełącza pompę pracującą z falownikiem
bezpośrednio na zasilanie z sieci a za pomocą falownika uruchomiona zostaje kolejna pompa
sieciowa. Gdy ciśnienie rośnie (malejący rozbiór) proces sterowania wyłącza kolejne napędy
sterowane z sieci a ciśnienie stabilizowane jest pompą zasilaną z falownika. Dla zabezpieczenia
pompy przed pracą na sucho stosuje się czujnik obecności wody w kolektorze ssawnym. W
przypadku braku wody powoduje on wyłączenie pomp.
Wizualizacja
Na rozdzielnicach RT i ZH umieszczone zostaną kontrolki sygnalizacyjne (dodatkowo
rozdzielnica ZH wyposażona będzie w panel operatorski od sterownika OPLC) które będą
informowały operatora o najważniejszych stanach układu technologicznego, takich jak:
- brak zasilania,
- praca pomp głębinowych, sieciowych, dmuchawy, pompy płuczącej
- awaria pomp głębinowych, sieciowych, dmuchawy, pompy płuczącej
- suchobieg,
- poziom minimalny i maksymalny w zbiorniku
- ciśnienie tłoczenia itp.
5
W celu zobrazowania i archiwizacji stanów oraz parametrów pracy SUW przewiduje się
wpięcie do istniejącego systemu monitoringu. Sygnały z rozdzielnicy RT i ZH będą przesyłane
pakietami zbiorczymi na stację bazową z użyciem pakietowej transmisji danych.
System oparty powinien być na dwukierunkowej transmisji danych poprzez sieć
GSM/GPRS/EDGE. Komunikacja powinna pracować w trybie zdarzeniowo czasowym, co oznacza,
że zmiana stanu któregokolwiek z monitorowanych sygnałów powodować powinna uaktualnienie
informacji w aplikacji wizualizacyjnej. Stacja Bazowa powinna mieć możliwość automatycznego
odpytania obiektu w określonych odstępach czasu. Dodatkowo w każdej chwili operator może sam
wysłać zapytanie
do obiektu o jego stanie. Jednostką realizującą proces sterowania obiektem
będzie sterownik PLC z modułem komunikacyjnym GSM/GPRS/EDGE. Po drugiej stronie
znajdować się będzie Stacja Bazowa wyposażona w modem GSM/GPRS/EDGE. Każdy
z modemów komunikacyjnych wyposażony powinien być w karty SIM pracujące w tej samej
wydzielonej i zabezpieczonej sieci APN.
Konfiguracja stacji bazowej:
Komputer Dell Vostro-260 Intel Pentium G620 2,60GHz 2GB (1x2GB) 1333 MHz DDR3
250GB 16XDVD+/-RW Drive + Windows 7 SP1 Professional + CD Driver z monitorem Philips
23” 236V3LA, klawiatura i myszka na USB. Do podtrzymania pracy zestawu przewidziano UPS
NOVA AVR 500VA firmy Eaton.
6