Stanko STANKOV, Dragan ANTIĆ, Milutin PETRONIJEVIĆ, … · Opisan je sistem upravljanja i nadzora...

Stanko STANKOV, Dragan ANTIĆ, Milutin PETRONIJEVIĆ, Nikola DANKOVIĆ, Univerzitet u Nišu, Elektronski fakultet, Niš, Srbija

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.

31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018 1

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

2

UvodOpisan je sistem upravljanja i nadzora vodozahvata sa ustavom, postrojenja za mehaničkoprečišćavanje vode i pumpne stanice sirove vode u okviru vodovodnog kompleksa ˝Mediana 2˝u niškom vodovodu.

Sistem vrši merenje i dinamičko prikazivanje vrednosti parametara i procesnih veličina (pHvrednost, stepen mutnoće, nivo vode na vodozahvatu, protok aluminijum sulfata, protok vode,temperatura).

Zadavanje i pregled vrednosti tehnoloških veličina i parametara vrši se na operatorskimpanelima koji su spregnuti s lokalnim upravljačkim jedinicama.

Posle obrade informacije se prezentuju operateru u vidu procesnih promenljivih (tagova)preko trendova ili u obliku tabela određene strukture.

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

3

Prip

rem

a i d

ozira

nje

alum

iniju

m su

lfata R E K A N I Š A V

A

Doziranje hlora

Doziranje hlora

Predhlorisanje

Glavno hlorisanje

DOPREMANJE U SILOSaluminijum sulfata

RASTRESANJEaluminijum sulfata

MEŠANJEaluminijum sulfata

PRETAKANJEaluminijum sulfata

DOZIRANJEaluminijum sulfata

SPOREMEŠALICE

TALOŽENJE

FILTERPOLJA

MEHANICKEGRABULJE

VODOZAHVATPRELIVNA USTAVA

PUMPNA STANICASIROVE VODE

TRAKASTASITA

PUMPNA STANICANISKOG PRITISKA

INFILTRACIONAJEZERA

PUMPNA STANICACISTE VODE

REZERVOARVODE ZA PRANJEPUMPNA STANICAVODE ZA PRANJE POTROŠACI

Maš

insk

a sa

la

Blok šema vodovodnog sistema Mediana 2

Al2(SO4)3

L

Tablastizatvaraci

on/off

Gruberešetke

Fine rešetke Geiger sita

NTUTpH

Tabl

asti

LZRS

ALUMINIJUM SULFAT Meracprotoka

Q1

Ø 300

S4

220 l/s4 x 37 kWIN

JEK

TOR

Cl

VO

DO

ZAH

VA

T KANALSIROVE VODE

M

PUM

PNA

STA

NIC

A S

IRO

VE

VO

DE

RE

KA

NI

ŠA

VA

DOZIRANJE Cl2

NA ANALIZATOR Cl2

P

M

Mr1Mr2

M Mg1

Mg2

M

S3M

S2M

S1M

Ø 300

Ø 300

Ø 300

2

Doziranje

zatv

arac

M

Skica vodozahvata i sistema za mehaničko prečišćavanje vode

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

4

Fotografije vodozahvata i sistema za mehaničko prečišćavanje

elektromotorni pogoni prelivnih ustava

automatske fine rešetke mehanička sita

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

5

Upravljanje tablastom ustavom

Tablaste prelivne ustave su s motornim pogonima, a u slučaju nestanka električne energije ili kvara mogu sepokretati ručno. U sklopu tablastog zatvarača s mehanizmom za podizanje i spuštanje su: elektromotor,reduktor, dva pužna prenosnika, pokazivač položaja zatvarača i ormar za lokalno i daljinsko upravljanje sPLC-om i operatorskim panelom. U ormaru se četvoropoložajnim prekidačem (pozicije 1-0-2-3) bira režimrada: 1 – Ručno, 0 – Blokada, 2 – Automatski/Lokalno, 3 – Automatski/Daljinski. U lokalnom režimu radaustavom se upravlja preko tastera i graničnih prekidača. Podizanje ili spuštanje ustave vrši se kratkotrajnimpritiskom na start taster (aktivira se funkcija samodržanja). Kretanje ustave na gore odnosno na dolezaustavlja se graničnim prekidačima u kućištu reduktora, a može se prekinuti i u bilo kom trenutku pritiskomna taster stop. Informacije o položaju ustave gore/otvoreno i dole/zatvoreno dobijaju se na osnovu signalasa graničnih prekidača u kućištu reduktora. Informacija o međupoložaju se dobija i na osnovu signala sainduktivnog prekidača koji broji obrtaje izlaznog vratila reduktora. Opisani izborni prekidač omogućava izborrežima rada pojedinačno, svake od prelivnih ustava ili eventualnu blokadu u slučaju zastoja/kvara.Aktiviranjem lokalnog režima rada upravljanje ustavom se realizuje prema programu rada zadatom salokalnog operatorskog panela. Upravljanje radom prelivne ustave je moguće i daljinski, pri čemu treba izborniprekidač postaviti u položaj 3 kada se otvaranje ustava vrši na osnovu komande SCADA sistema fabrikevode, gde su u zavisnosti od tehnologije realizovane i automatizovane procedure zatvaranja/otvaranja (npr.u slučaju iznenadno velikih mutnoća Nišave, hemijskog zagađenja i sl.).

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

6

Blok šema upravljanja i nadzora vodozahvata i veza s dispečerskim centrom

SCADA SERVER +

+ OPC SERVER)

INTERNETWEB SERVER

PLC1

POGON USTAVA

GR

AN

ICN

I PR

EK

IDA

C S

1

NIV

ON

IŠA

VE

ROV

FAST ETHERNETSWITCH

FAST ETHERNET

SWITCH

FAST

ET

HER

NET

BR

IDG

E

FAST

ET

HER

NET

BR

IDG

E

SCADA KLIJENT

MA

STER

R

EDU

ND

AN

TNI

PLC

SIS

TEM

PLC Siemens S7 400

REDUNDANTAN SISTEM

Dispečerski centar

HMI

GR

AN

ICN

I PR

EK

IDA

C S

2

GR

AN

ICN

I PR

EK

IDA

C S

3

GR

AN

ICN

I PR

EK

IDA

C S

4 POGON GRUBIH RESETKI

M1, M2

M3, M4

PLC Siemens S7 400

S7 1200

KLIJENT SERVER

S5

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

7

Automatske fine rešetke

Dve automatske fine rešetke se pokreću pomoću elektromotora Mr1 i Mr2. Kriterijum upravljanja je razlikanivoa sirove vode ispred (u dovodnom kanalu) i iza rešetke (pre sita). Postoji i mogućnost i drugačijih režimarada (npr. zadavanje vremenskog intervala rada rešetki). Upravljanje rešetkom je moguće ostvariti nekim odsledečih načina: lokalno, preko tastera za pokretanje/zaustavljanje koji se nalaze na ormaru lociranom uneposrednoj blizini rešetki, posebno za svaki motorni pogon ili na osnovu komandi sa lokalnogoperatorskog panela i daljinski, upravljanjem iz nadzorno-upravljačkog sistema (PLC - SCADA), posebno zasvaku finu rešetku. U lokalnom režimu rada upravljanje radom rešetke je preko odgovarajućih tastera navratima ormara. Pokretanje fine rešetke realizuje se kratkotrajnim pritiskom na start taster, dok sezastavljanje kretanje postiže pritiskom stop tastera.Grabulje se uvek zaustavljaju u tačno određenom položaju koji je određen graničnim prekidačem. Uobičajenirežim rada mehaničkih grabulja je automatski kada se optimalno koristi i električna energija za pokretanjepogona, a ujedno se izbegava i nepotrebno mehaničko habanje mašinskih delova. Moguće je odabratiautomatski režim rada s lokalnim komandama (izborni prekidač u položaju Automatski/Lokalno) ili putemdaljinskog upravljanja (Automatski/Daljinski) - u režimu rada po razlici nivoa ili u nekom drugom režimu kojije programiran u PLC-u. Osim toga, moguće je u slučaju havarije ili nekog drugog kvara blokirati rad bilo kojefine rešetke postavljanjem izbornog prekidača u položaj Blokada.

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

8

Blok šema upravljačko-nadzornog sistema pumpne stanice sirove vode

Pumpna stanica:Doprema sirovu vodu s vodozahvata, kojoj se prethodno dodaje hlor (predhlorisanje), do filtarskih polja (mešalica) na dalju obradu, taloženjem uz dodavanje koagulanata (Al sulfata) i filtriranje kroz višeslojne peščane filtre.

4 vertikalne pumpe snage od po 37kW,3 agregata rade istovremeno, 1 rezervni.

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

9

SCADA u dispečerskom centru pumpne stanice sirove vode

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

10

Hlorna stanica i merenje mutnoće i pH vrednosti vode

Informacija o protoku sirove vode - analogni signal 4-20 mA, prosleđuje se hlornoj podstanici u cilju obezbeđenja pravilnog predhlorisanja sirove vode. Dodatno se hlornoj podstanici prosledjuje Enable signal o stanju režimu rada pumpne stanice (PS) sirove vode: NC stanje kad je PS sirove vode u radu, NO stanje kada je PS isključena ili u zastoju. Uključenje – isključenje linije za predhlorisanje – injektora realizovano je preko elektromagnetnog ventila koji se upravlja iz hlorne podstanice direktno. Na grani za uzorkovanje sirove vode nalaze se senzori mutnoće (turbidimetar), senzor pH vrednosti vode i senzor temperature sa čijih se transmitera signali (4 – 20 mA) uvode u analogne ulaze PLC-a. Osim toga, na displejima transmitera mogu se direktno očitati merene vrednosti.

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018

11

ZaključakOpisana upravljačko - nadzorna konfiguracija omogućava prikupljanje podataka sa mernihelemenata vodozahvata, linije za mehaničko prečišćavanje vode i pumpne stanice sirovevode, kao i upravljanje izvršnim organima.

Izmerene vrednosti značajnih veličina i parametara, sva uključivanja i isključivanja uređaja iopreme beleže se u dnevnim, mesečnim i godišnjim arhivama u obliku dijagrama i tabela.

Sistem obavlja akviziciju, obradu i arhiviranje podataka koji su vezani za vrednostiprocesnih veličina i stanje instalirane opreme.

31. Međunarodni kongres o procesnoj industriji, Bajina Bašta, 6–8.6.2018.

31st International Congress on Process Industry, Bajina Bašta, 6–8 June 2018 12

AUTOMATIZACIJA VODOZAHVATA I MEHANIČKOG PREČIŠĆAVANJA VODE U FABRICI VODE “MEDIANA 2”Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Hvala na pažnji