新水处理系统可提升莱马市的水处理能力

新水处理系统可提升莱马市的水处理能力。

新水处理系统可提升水处理能力

PlantPAx DCS 可帮助城市提升污水处理能力,简化控制和培训,尽可能减少加班时间

无论是雨水道径流还是家庭或企业排污,水一旦离开下水道,就会进入到复杂的地下管道网络。通过污水设施处理后的水通常会流入湖泊或河流。

要保持周围河流和湖泊的水质安全,使水中不含化学品和其他通常存在于城市废水中的致病病原体,高效的水/废水处理设施至关重要。

俄亥俄州莱马市将经处理的污水排放到渥太华河中。该城市的污水处理厂建于 1930 年,为城市范围内及周围社区的 4 万多人服务。自创办以来,城市不断发展,需求也在改变,包括筛查和除砂过程、污泥消化等。

溢流和加班问题

2014 年,美国国家环境保护局 (EPA) 更改了关于向自然水资源溢流的指引。

此更改意味着莱马需要将河流溢流限制至每年五次,此前为每月多次,具体取决于降水情况。超出这一配额将导致该城市面临高额罚款。要做到每年只排放五次,则需要将其处理工厂的水处理能力从每天约 53 百万加仑提升至 70 百万加仑 (MGD)。由于需要提升处理能力,该城市决定同样有必要进行全面的工厂升级。

莱马的污水处理工厂此前运行的是过时的控制系统。“我们采用的是 90 年代初的设备,系统用了接近 30 年。”莱马市污水处理工厂的过程控制专家 Matt Fiedler 表示,“我们需要进行全面的系统升级,获得更好的数据洞察与报告功能,从而帮助我们提升水处理能力,简化维护并符合 EPA 的要求。”

另一复杂问题:老化的系统为定制系统,以前的员工退休后没有人了解该系统。缺乏标准化成为培训新员工的绊脚石,缺乏内部专业技术则导致频繁的维护呼叫和成本高昂的停机。

在不具备远程访问功能的情况下,所有故障处理和维护都必须在现场执行。这意味着 Fiedler 和其他员工会收到很多夜间来电,他们需要往返一个小时来完成仅需五分钟的调整。缺乏远程维护也会使合流下水道溢流 (CSO) 过程变得复杂。例如,如果存在河流溢流,则需要安排额外的工厂员工在现场监控并收集样品。此外,无法控制地下闸门结构和升液站的入口会造成其他的问题,因为操作员无法限制流向工厂的流量,这会导致降水期间发生溢流。

打开防洪闸

为简化整个工厂的处理过程和数据分享,莱马市与 Commerce Controls, Inc.(罗克韦尔自动化的一个解决方案合作伙伴)合作合作伙伴联盟,升级为罗克韦尔自动化的 PlantPAx 分布式控制系统 (DCS)

现代 DCS 可提供单一的全厂解决方案,提升工厂所有过程和运营的效率。借助 EtherNet/IP,PlantPAx 系统可基于开放的通信标准简化整个工厂的控制和信息流。此次网络升级还包括全新 Stratix 5400 5700 工业管理型交换机,可更好地收集数据和监控网络。交换机有助于监控各栋大楼的面板温度,可用于快速浏览网络的健康状况。

新 DCS 采用标准化设计、预定义代码和带直观界面的面板,可在整个工厂和各个过程提供相同的外观和体验。新系统免去了旧系统的自定义编码,对于未来扩张,可实现更快的编程和更轻松的扩展。此外,还可简化新操作员的入职培训。 

集成历史信息与生产智能软件为操作员提供了查看系统性能数据的窗口。历史信息中收集和存档了多年的关于所有设备和仪器的有价值过程数据。现在系统可提供历史和实时过程趋势(例如溢流数、抽送指标、溶氧数据等)的自动化报告和直接可视化结果。“过去,提取历史数据是一场恶梦。而且提取之后需要重新编排才能供管理员使用。”Fiedler 表示。

新 DCS 还可提供远程访问功能,以进行系统故障处理和维护。“现在可在系统中实现远程商业控制,并且可以在厂外解决问题,每个月可节省数小时的出行时间,并尽可能避免系统停机。”Fiedler 表示。

此外,该城市还实施了 Stratus 服务器,可帮助维持正常运行时间和生产。服务器增加了新级别的冗余,可确保设施在出现任何计划外事件期间保持正常运行。

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平稳运行

PlantPAx DCS 在多个方面为莱马带来积极影响:打造全厂一致的控制系统,简化培训,通过远程功能简化维护,提升整体工厂性能,帮助通过 EPA 审批。

标准化解决方案可简化各个设施系统的编码。“PlantPAx DCS 可帮助我们解决我们过程中的不一致问题并简化控制,让操作员更加了解系统,各个工厂设施可提供类似的外观和体验,打造一致且更加简化的培训过程。”Fiedler 解释道。

自从系统升级后,工厂也大幅降低了停机时间。运行的前三个月,该城市节省了约 50 小时的加班时,平均节省成本 2000 美元。“我们的远程访问功能大大改善了故障处理。下班后,我不再需要因为 PLC 故障或无线故障在家和工厂之间奔波。”Fiedler 表示。

生产智能软件改善了性能管理和过程优化。该软件可为城市提供抽送指标,工厂操作员可通过该软件设置能计算溢流的模版。历史信息软件可实时提供历史趋势,而此前工厂每天只能进行一次趋势分析。

“PlantPAx DCS 有助于实现我们所有的目标,而且还不止如此。”Fiedler 表示,“我们不仅将产能从 53 MGD 提升至 70 MGD 并尽可能减少河流排放,而且还获取了重要数据的可视性和方便工厂未来扩张的灵活性。这是在我们整座城市采用的新控制标准,我们期待未来在每个新的水/污水项目中进行实施。”

以上仅说明莱马使用罗克韦尔自动化产品和服务以及其它产品所取得的结果。其他客户取得的具体成果可能会有所不同。

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