卓越的SCADA系统,打造水处理工厂的数字化核心

   2022-04-27 红狮控制25890
核心提示:在污水处理工厂,自动化系统尤其是以SCADA为核心的关键系统日益发挥着重要作用,随着自动化技术、5G通信技术、资产管理、物联网等发展,SCADA正在成为智慧水务时代水处理工厂的数字化“战场”。

卓越的SCADA系统,打造水处理工厂的数字化核心

从烹饪和饮用到洗澡和洗涤,从产品制造到废物管理,现代化的城市污水都必须送往废水处理设施,通过处理清洁之后排放或是再利用——这种水循环应用正是当前各国可持续发展的重要内容。

在污水处理工厂,自动化系统尤其是以SCADA为核心的关键系统日益发挥着重要作用,随着自动化技术、5G通信技术、资产管理、物联网等发展,SCADA正在成为智慧水务时代水处理工厂的数字化“战场”。

水处理SCADA, 从监控到卓越运营

废水处理过程非常复杂,需要对各种设备(例如,泵、净化器和过滤器)和设备参数(例如压力、流量和过滤)进行准确测量和控制。通过将测量和控制技术集成到运营中,废水处理设施可以确保实现并保持适当的工艺条件,以实现有效和高效的水和废水处理。

卓越的SCADA系统,打造水处理工厂的数字化核心

事实上,除了现场层面的监控需求,当前更领先的污水工厂管理层则更关注整个企业的多水厂管理、关键指标的掌握,以及设备能耗、效率和成本最优化等问题。

这些工厂正把SCADA用作支持新业务流程的核心技术,以应对行业里的动态变化和大规模更新现有基础设施的需求。SCADA提供商必须要开发出一种能与公司的业务系统完全集成的SCADA系统,例如资产管理项目等。基于SCADA系统提供的实时数据,正在提供更多的卓越运营能力,以此来满足污水处理厂运营的相关所有利益方当今和未来的需求。这些运营能力包括:

实时监控:包括直观了解污水处理工艺、重点监控水泵运转状况、曝气池测中水处理指标和设备运行状态、有害气体监控等。

统计分析:具有数据统计分析功能,可以对污水处理指标进行对比,统计污水处理费用和耗电量等。

控制诊断:查看污水处理加药流程和维护保养流程的实时情况,了解污水处理指标达成情况。

辅助决策:辅助运营方掌握水处理峰值,对维护保养流程可视化,为运营提供决策基础。

独有的挑战

由上位监视层、控制设备层和执行设备层构成的SCADA系统,可用于水处理厂中的许多不同应用,其中主要包括:沉淀/过滤/化学处理设备、泵站、配水管网、工厂安全、数据维护等。与其他SCADA应用相比,污水处理厂的SCADA系统有着区别于其他工业场合的特点:

1)一般污水处理厂的占地较大,常常覆盖数平方公里,因此远程通讯能力非常重要。

2)远程费分布的设备可能现场操作环境相对恶劣,往往需要在中控室直接控制远端设备。

3)入口处的污水永不停歇,所以 7天24小时全天候的运转是完全需要的。所有系统的组件都需要相当高的平均无故障时间,任何冗余方式都会被用来防止设备失效或意外事故。对于网络中的交换机来 说这是特别重要的,如果网络中断,作业流就会停止。

4)污水处理的过程,特别是生化反应过程是一个较为复杂且时间较长的过程,相关的参数也比较多,尤其是季节转换时和外部水源发生较大变化时,需要方便进行快速的参数设置调整。

5)污水处理中的电能消耗带来成本压力大,需要考虑通过SCADA进行设备运行优化节约电能。

选择卓越的SCADA系统

考虑到污水处理工厂的卓越运营要求,以及污水处理SCADA的独特挑战,选择一套卓越的SCADA系统,包括主终端控制器(MTU)、数个远程终端设备(RTU)、人机界面HMI、SCADA软件和工业以太网交换机通信设备在内,将成为实现数字化工厂和智慧水务的基础。

首先作为典型的分布式计算机应用系统,良好的SCADA系统体系结构意味着普适、高效和稳定。从集中式SCADA、分布式SCADA到网络式SCADA的架构,如今卓越的SCADA在架构上更加开放,兼容性更好,可以无缝集成到全厂综合自动化系统中。

卓越的SCADA系统,打造水处理工厂的数字化核心

红狮控制提供的协议转换、RTU、I/O控制器、HMI、工业以太网设备、SCADA软件一体化SCADA系统,正是采用了领先的系统架构,可实现超过300种协议转换,数据采集端无需改变原有程序而只需要调整通讯参数,利用拖拽式的直观SCADA软件进行画面管理,依靠灵活可靠的网络设备打造无死角的远程和就地联网能力。

例如,在某个污水工厂的水闸机升级项目中,红狮N-TRON的7000系列环网管理交换机所提供的平均无故障工作时间大于1百万小时,宽广的工作温度从-40º到80ºC,包括2个千兆光纤光口,快速环网自愈时间~30毫秒,等。同时在该工厂的每个RTU站点都安装一台N-TRON的500系列交换机,平均无故障工作时间超过200万小时,即插即用的自动配置的IGMP侦听功能,这些特性确保了可靠性和简便的配置。

卓越的SCADA系统,打造水处理工厂的数字化核心

红狮控制多年来始终致力于帮助污水厂更好地管理其处理工艺和设施,不断迎接日益变化的市场需求和技术挑战,为智慧水务建设和可持续发展提供坚实的基础。

 
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