opis techniczny - BIP Piechowice

ZAKŁAD ELEKTRONICZNY
„TMS ELECTRONICS”
mgr inŜ. Tomasz Śmiechowicz
53-009 Wrocław, OŜynowa 24
tel. (71) 339 88 77, kom. (603) 111 344,
NIP: 899-100-55-62; REGON: 008375550
www.tms.wroclaw.pl
[email protected]
PROJEKT 02-2009-AKP
TEMAT:
„MODERNIZACJIA STACJI UZDATNIANIA WODY W PIECHOWICACH
W RAMACH ZADANIA ODBUDOWA UJECIA WODY GÓRZYNIEC W
PIECHOWICACH – II ETAP”
STADIUM:
PT i PW
BRANśA:
Automatyka i sterowanie
INWESTOR: Gmina Miejska Piechowice,58-573 Piechowice, ul. śymierskiego 49
OBIEKT:
S.U.W. Górzyniec
PROJEKTOWAŁ:
SPRAWDZIŁ:
mgr inŜ. Tomasz Śmiechowicz
mgr inŜ. Mirosław Michałuszko
Wrocław, lipiec 2009 r.
00O01
WYKAZ DOKUMENTACJI
00.O01 Strona tytułowa
00.O02 Wykaz dokumentacji
00.O03 Opis techniczny
00.O04 Zestawienie zbiorcze urządzeń
00.O05 Wykaz kabli
00.O06 Zestawienie prac
04.S00 Hala filtrów. Schemat ogólny opomiarowania
02.P05 Hala filtrów – pomiary wody surowej. Pomiar barwy (02M07)
02.P06 Hala filtrów – pomiary wody surowej. Pomiar pH (02M08) i przewodności (02M09)
04.P02 Hala filtrów – pomiary przed filtrami. Pomiar pH (04M11) i przewodności (04M12)
04.P03 Hala filtrów – pomiary wody czystej. Pomiar barwy (04M13)
04.P04 Hala filtrów – pomiary wody czystej. Pomiar przewodności (04M14), mętności (04M15), chloru (04M16)
00.C01 SUW – komunikacja. Sieć MODBUS, PROFIBUS i SC
00.Z03 Hala filtrów – szafka RSP. Zasilanie aparatów i konwerter PROFIBUS/MODBUS
00.Z04 Hala filtrów – szafka RSP. Rozmieszczenie aparatów
00.Z05 SUW – zasilanie aparatury pomiarowej. Trasy kablowe zasilania
00O2
OPIS TECHNICZNY
1. Przedmiot opracowania
Przedmiotem opracowania jest projekt techniczny uzupełniający dla Stacji Uzdatniania Wody w
Górzyńcu uwzględniający planowaną modernizację opomiarowania Stacji.
Kody CPV wg wspólnego języka zamówień:
- CPV 51514110-2 Usługi instalowania maszyn i aparatury do oczyszczania lub filtrowania wody
- CPV 51210000-7 Usługi instalowania urządzeń pomiarowych
- CPV 51900000-1 Usługi instalowania systemów sterowania i kontroli
- CPV 48100000-9 Przemysłowe specyficzne pakiety oprogramowania
- CPV 38400000-9 Przyrządy do badania własności fizycznych
2. Podstawa opracowania
Projekt opracowano na podstawie umowy nr IZP/341/2/3/09 z dnia 02/04/2009
3. ZałoŜenia technologiczne modernizacji.
W celu otrzymania wody o wymaganej jakości planuje się zamontowanie szeregu urządzeń
pomiarowych w wybranych punktach technologicznych, zastosowanie szybkich mieszaczy statycznych dla
poprawy stopnia wymieszania odczynników z wodą, oraz wymianę pomp dozujących odczynniki i takie ich
sterowanie, by woda na wyjściu spełniała oczekiwane wymagania. W szczególności:
1) NaleŜy zapewnić pełne wymieszania koagulantu z oczyszczaną wodą przed filtrami ze złoŜem
piaskowym.
2) Wymienić/uzupełnić piaskowych złoŜa filtracyjne. Przy okazji wymiany złóŜ filtracyjnych naleŜy teŜ
skontrolować stan drenaŜy filtrów i w razie potrzeby dokonać niezbędnych napraw.
3) Docelowo zamienić złoŜa dolomitowe na złoŜa piaskowe.
4) Zsynchronizować dawkowanie koagulantu z pomiarem barwy i mętności.
5) Zsynchronizować dawkowanie NaOH z dawkowaniem koagulantu i opcjonalnie z pomiarem pH po
zadatkowaniu koagulantu.
6) UmoŜliwić końcową korektę pH zsynchronizowaną z pomiarem pH w wodzie oczyszczonej.
Planuje się zastosowanie następujących urządzeń i pomiarów:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Szybki mieszacz statyczny do dawkowania koagulantu (SMS1).
Szybki mieszacz statyczny do dawkowania dezynfektantu (SMS2).
Szybki mieszacz statyczny do dawkowania reagentu do końcowej korekty pH (SMS3).
Pompy dozujące koagulant ze sterowaniem proporcjonalnym.
Pompy dozujące NaOH ze sterowaniem proporcjonalnym.
Pompy dozujące środek do końcowej korekty pH ze sterowaniem proporcjonalnym.
Aparatura pomiarowa, która umoŜliwi:
a) pomiar on-line: barwy (B), mętności (M), pH, przewodności (PW) na wodzie surowej
b) pomiar on-line: pH, przewodności (PW) przed filtrami ciśnieniowymi
c) pomiar on-line: barwy (B), mętności (M), pH, przewodności (PW), chloru (Cl2) na wodzie czystej
4. ZałoŜenia na modernizację systemu automatyki i sterowania
W chwili obecnej w SUW Górzyniec jest zainstalowany nowoczesny system automatyki i sterowania,
którego głównymi składnikami są sterownik PLC SIEMENS S7-300 i stacja operatorska z aplikacją
wizualizacyjną opartą o program ProTool/Pro firmy SIEMENS.
W trybie sterowania automatycznego sterownik realizuje następujące funkcje:
• Kontrola i sterowanie napełnieniem zbiorników wody uzdatnionej
• Płukanie filtrów III stopnia
•
•
•
•
•
Kontrola sedymentacji osadu
Sterowanie (załącz/wyłącz) dozowaniem odczynników chemicznych i przygotowaniem roztworu.
Kontrola mętności wody na wejściu do stacji
Sterowanie spręŜarkami
Zliczanie i bilansowanie wody dostarczonej do stacji, wyprodukowanej i zuŜytej na własne potrzeby
W trybie sterowania ręcznego wszystkie operacje dla urządzeń są wykonywane zgodnie z
nastawieniem przełączników na elewacjach szaf sterowniczych. Sygnał o przełączeniu danego urządzenia do
pracy ręcznej jest przekazywany do sterownika, który podejmuje odpowiednie działania.
Obecnie zainstalowany sterownik pracuje poprawnie i dobrze realizuje podstawowe załoŜenia. Dla
spełnienia załoŜeń technologicznych modernizacji naleŜy rozbudować układ sterowania tak, by wprowadzić do
systemu nowoprojektowane pomiary i umoŜliwić sterowanie proporcjonalne pompek dozujących.
Rozbudowa sprzętowa systemu umoŜliwi zaimplementowanie nowych algorytmów sterowania,
uwzględniających zastosowanie pętli regulacyjnych pomiędzy wielkościami mierzonymi i dozowaniem
odczynników oraz rejestrowanie on-line parametrów wody na wyjściu stacji.
Zaimplementowanie nowych algorytmów sterowania będzie się wiązało ze zmianami w systemie
wizualizacji stacji polegającymi na zmianie części ekranów i umoŜliwieniu wprowadzania dodatkowych nastaw
wymaganych do prowadzenia regulacji.
Oprogramowanie dotyczące tej części procesu technologicznego, która nie podlega modernizacji
pozostanie bez zmian.
5. Przyjęte rozwiązania sprzętowe
Zdecydowano o umieszczeniu w hali filtrów szafki sterowniczej RSP spełniającej rolę koncentratora
komunikacyjnego dla części nowoprojektowanych pomiarów oraz rozdzielni napięcia zasilania.
W szafce RSP zabudowano konwerter komunikacyjny PROFIBUS/MODBUS do komunikacji z
analizatorem barwy, oraz wyłączniki nadprądowe do zabezpieczania poszczególnych przetworników
pomiarowych. Przetworniki pomiarowe zabudowane będą bezpośrednio na ścianach hali, tak by
połączenia z sondami pomiarowymi rozmieszczonymi na rurociągach w róŜnych miejscach hali były jak
najkrótsze.
Sondy pomiarowe:
1) Sondy pomiarowe do pomiaru barwy na rurociągu wody surowej i wody czystej
2) Sonda pomiarowa do pomiaru mętności na rurociągu wody czystej (sonda mętności na wodzie
surowej juŜ istnieje i nie przewiduje się jej demontaŜu)
3) Sondy pomiarowe do pomiaru pH na rurociągu wody surowej, przed filtrami ciśnieniowymi
4) Sondy pomiarowe do pomiaru przewodności na rurociągu wody surowej, przed filtrami
ciśnieniowymi i wodzie czystej
5) analizator chloru wolnego (Cl2) i pomiar pH na wodzie czystej.
Wszystkie sondy pomiarowe będą wyposaŜone w odpowiednią armaturę przyłączeniową. Zakłada się,
Ŝe będą pracowały na tzw. „bypassie”.
Wszystkie przetworniki pomiarowe za wyjątkiem analizatora barwy wyposaŜone będą w interfejs
szeregowy z protokołem komunikacyjnym PROFIBUS. Komunikacja z analizatorem barwy odbywać się będzie
poprzez protokół MODBUS.
Połączenie pomiędzy szafką RSP a sterownikiem PLC zaprojektowano jako połączenie szeregowe w
standardzie RS485 z protokołem PROFIBUS.
W głównej szafie sterowniczej RS zaprojektowano rozbudowę sterownika PLC polegającą na wymianie
jednostki centralnej z dotychczas stosowanego CPU314IFM na podobny, ale ze zwiększoną funkcjonalnością
CPU 314C-2DP.
Zakłada się wymianę pomp dozujących podchloryn, NaOH i koagulant na pompy ze sterowaniem
cyfrowym poprzez sieć PROFIBUS.
Ze względu na zapewnienie kompatybilności z istniejącym sterownikiem zaleca się stosowanie
jednostek centralnych CPU firmy SIEMENS, oraz zabudowaną w szafce RSP jednostkę oddaloną ET200S z
modułem interfejsu MODBUS równieŜ produkcji SIEMENS.
Dopuszcza się rozwiązania równowaŜne pod warunkiem zapewnienia kompatybilności z istniejącym systemem.
W przypadku zaoferowania przez Wykonawcę rozwiązania równowaŜnego do obowiązków Wykonawcy naleŜy
udowodnienie, Ŝe funkcjonalność oferowanego rozwiązania jest równowaŜna w stosunku do istniejącego
systemu i oprogramowania, o którym mowa w punkcie 4 nn. projektu.
Na dowód powyŜszego Wykonawca załączy do oferty dokument (oświadczenie) wystawione przez producenta
w którym potwierdzi zgodność funkcjonalną zaoferowanych rozwiązań z istniejącym
systemem i
oprogramowaniem Stacji Uzdatniania Wody w Piechowicach.
UWAGA: W przypadku gdy zaproponowane przez Wykonawcę rozwiązania równowaŜne będące przedmiotem
zamówienia nie będą poprawnie współdziałać ze sprzętem i oprogramowaniem funkcjonującym obecnie i/lub
spowodują zakłócenia w funkcjonowaniu pracy Stacji Uzdatniania Wody w Piechowicach Wykonawca pokryje
wszystkie koszty związane z przywróceniem i sprawnym działaniem SUW oraz dokona niezbędnych modyfikacji
umoŜliwiających poprawne działanie SUW.
Pozostała aparatura pomiarowa moŜe pochodzić od dowolnych producentów przy spełnieniu
wymagań funkcjonalno-sprzętowych z zaprojektowanymi.
6. Przyjęte rozwiązania programowe
Zdecydowano o niezbędnej modyfikacji istniejącego na komputerze stacji dyspozytorskiej systemu
wizualizacji opartego o program ProTool/Pro firmy SIEMENS, oraz zaimplementowaniu nowych algorytmów
sterowania w sterowniku PLC S7-300.
7. Przyjęta numeracja aparatów i rysunków
Przy numeracji obwodów sterowania i zamontowanych aparatów kierowano się zasadami z poprzedniej wersji
projektu nr PEA/01/2001. W związku z tym, Ŝe Ŝaden z istniejących obwodów sterowania nie jest zmieniany, a
jedynie dokładane są nowe obwody, zachowano dotychczasowe numery węzłów technologicznych i
dotychczasowe numery aparatów. Projekt zawiera jedynie te schematy obwodów, które zostały „dołoŜone” (w
przypadku nowej aparatury pomiarowej) albo uległy jakiejkolwiek zmianie. I tak np. schemat pokazujący
istniejący pomiar mętności na wodzie surowej 02M06 (Rys.02P04) pozostaje bez zmian, a nowy schemat
pokazujący pomiar mętności na wodzie czystej przyjmuje numer 04M15 i Rys. 04P04, a niniejszy projekt
zawiera jedynie schemat dotyczący nowego pomiaru04M15 (Rys. 04P04)
8. Wytyczne montaŜu i uruchomienia
8.1.
MontaŜ
Zakres montaŜu aparatury AKP obejmuje:
• MontaŜ czujników pH, przewodności, barwy
• MontaŜ czujników mętności i chloru
• MontaŜ przetworników
• MontaŜ szafy sterowniczej RSP
W celu zabezpieczenia poprawności montaŜu aparatury automatyki naleŜy zapewnić nadzór specjalisty
automatyka.
8.2.
Kable
Projekt ujmuje połączenia kablowe pomiędzy poszczególnymi urządzeniami AKP i szafą sterowniczą
RS i RSP. Kable i ich typy ujęte są w wykazie kabli.
8.3.
Uruchomienie
Uruchomienie aparatury AKP naleŜy przeprowadzić zgodnie z instrukcjami fabrycznymi producentów i
zawartymi poniŜej uwagami. Przed przystąpieniem do uruchomienia obwodów pomiarowych i sterowniczych
naleŜy:
• Sprawdzić oporność izolacji Ŝył kabli zasilających między sobą i w stosunku do ziemi przy pomocy
induktorowego miernika izolacji o napięciu 1000V. Oporność izolacji nie moŜe być mniejsza niŜ
5Mom.
• Sprawdzić prawidłowość połączeń poszczególnych obwodów wg ich schematów rozwiniętych.
• Sprawdzić prawidłowość połączeń ekranów
• Sprawdzić prawidłowość wykonania instalacji zerującej.
2
Szafę RSP naleŜy połączyć przewodem uziemiającym Cu 2,5 mm z szyną PE obiektu.