Vom Hauptsitz in Mission City, Kansas, aus bedient der Systemintegrator R.E. Pedrotti Company kommunale Wasser- und Abwasseraufbereitungsunternehmen im gesamten Mittleren Westen.
- Austausch des veralteten SCADA-Systems durch ein einheitliches, modernes DCS in mehr als 60 Wasseraufbereitungsanlagen.
- Erhöht die Systemtransparenz und den Zugriff auf Echtzeitdaten.
- Verbessert die Zuverlässigkeit des Betriebs.
- Unterstützt systemweite Analyse und kontinuierliche Verbesserungen.
Herausforderung
Intelligentere Abwassersteuerung
Kommunale Wasserversorger sind verpflichtet, eine knappe, aber wichtige Ressource zu sammeln, zu verteilen und zu schützen. Da die Anforderungen an einen effizienten Betrieb steigen, investieren immer mehr Versorgungsunternehmen in intelligentere Steuerungslösungen, um die Systemleistung zu verbessern.
Als die kommunale Wasserbehörde von Kansas City,KC Water, sich entschied, ihre veraltete DCS-Infrastruktur zu modernisieren, wandte sie sich an ihren langjährigen Systemintegrator,R.E. Pedrotti Company, für die Lösung. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Mission, Kansas, betreut kommunale Wasser- und Abwasserunternehmen im gesamten Mittleren Westen. Das Unternehmen ist Teil des Rockwell Automation® PartnerNetwork™-Programms.
"Das technische Wissen, das für die Umsetzung eines solchen Design-Projekts erforderlich ist, ist enorm", sagte Brent Herring, stellvertretender Direktor, Wasser- und Abwasserbetrieb, KC Water. "Unsere Abwasseraufbereitungsanlagen wurden über einen Zeitraum von 50 Jahren gebaut – und während dieser langen Geschichte haben wir intensiv mit R.E. Pedrotti zusammengearbeitet."
Viele Daten. Begrenzte Erkenntnisse.
Mit einem Versorgungsgebiet von 320 Quadratmeilen verwaltet KC Water einen Bereich, der größer ist als die Städte San Francisco, Philadelphia, Boston oder Miami. Die Abwasserbetriebe umfassen ein Netzwerk von 66 Einrichtungen, darunter sechs Abwasseraufbereitungsanlagen und mehrere Pumpstationen für Hochwasser und Schmutzwasser.
"Ein Großteil der Steuerungsausrüstung im gesamten Abwassersystem war veraltet", sagte Marc Pedrotti, Präsident, R.E. Pedrotti Company. "Die Wartung war eine Herausforderung und es wurde immer schwieriger, Ersatzteile zu finden."
Darüber hinaus setzte das System auf eigenständige supervisory control- und Datenerfassungssysteme (SCADA).
"Die einzige Steuerung, die zur Verfügung stand, war lokalisiert in den Einrichtungen", sagte Herring. "Unsere Fähigkeit, zu verstehen, was an einem Standort geschah, hing in erster Linie von automatischen Wählsystemen ab."
Automatische Wählsysteme nehmen alarm-Signale entgegen und benachrichtigen das Personal des Versorgungsunternehmens per Telefon, SMS oder E-Mail. Nach Erhalt einer alarm-Benachrichtigung wird ein Mitarbeiter zum Standort geschickt, um auf das Problem zu reagieren.
"Unsere Ansprechzeit und Fehlerbehebung verzögerten sich", sagte Herring. "Wir generierten sicherlich viele Daten. Aber da diese Daten in separaten Systemen gespeichert waren, konnten sie uns keinen unmittelbaren, systemweiten Einblick in den täglichen Betrieb geben."
Lösung
Mehrjähriges DCS-Projekt zielt auf betriebliche Zuverlässigkeit ab
Mit der Aktualisierung des Abwasser-Steuerungssystems verfolgte KC Water zwei Hauptziele.
Für die Entwicklung der Lösung arbeitete KC Water eng mit R.E. Pedrotti und Black & Veatch, einem Ingenieurbüro, zusammen. Black & Veatch ist Mitglied des Rockwell Automation PartnerNetwork™.
Das Designteam schlug ein integriertes, DCS vor, das in zwei Phasen über vier bis fünf Jahre umgesetzt werden sollte. KC Water spezifizierte die Lösung auf der Grundlage von Rockwell Automation PlantPAx®, einem modernen DCS, das die vertraute Allen‑Bradley®-Technologie und die FactoryTalk® Software nutzt.
Das PlantPAx® DCS bietet eine skalierbare und flexible Plattform, die verschiedene Komponenten einer Prozesslösung integriert, darunter Steuerungssysteme, Datenerfassung, Visualisierung und Analyse.
Ausführung der ersten Phase
In der ersten Phase des Projekts standen die Aufbereitungsanlagen und die kritischeren Pumpstationen im Vordergrund.
Die ersten Arbeiten konzentrierten sich auf die Aktualisierung der veralteten Steuerungshardware – und die Schaffung der Grundlage für eine systemweite dezentrale Steuerung. Im Rahmen dieses Prozesses konzentrierte sich R.E. Pedrotti auch auf einen Defense-in-Depth-Ansatz für die Cybersicherheit in Zusammenarbeit mit der IT-Abteilung der Stadt, einschließlich Netzwerksegmentierung und verstärkter Zugangskontrollen.
Das Rockwell Automation LifecycleIQ™-Services Team spielte eine integrierte Rolle während des gesamten Projekts. Insbesondere arbeiteten sie eng mit R.E. Pedrotti, Black & Veatch und KC Water zusammen, um das PlantPAx® Architekturdesign umzusetzen – und boten weiterhin technische Schulung und Support an.
„Unsere anfänglichen Vorarbeiten umfassten die Definition von Standards und eine Vielzahl von Beschaffungsdetails“, sagte Pedrotti. „In den folgenden zwei Jahren konzentrierten wir uns auf eine sehr koordinierte, organisierte Anstrengung, um jede der Einrichtungen auszutauschen.“
Ergebnis
Aufbauend auf der Stärke der einheitlichen Steuerung
Nach Abschluss der ersten Phase des Updates konnten sowohl KC Water als auch R.E. Pedrotti erhebliche Verbesserungen feststellen.
„Sobald wir mit der Umstellung auf PlantPAx® begonnen hatten, traten die Verbesserungen fast sofort ein“, so Herring. „Die Echtzeitdaten-Systemtransparenz ermöglicht es unserem Team, zu sehen, wie die Stationen und Einrichtungen auf die aktuellen Bedingungen reagieren. Mit anderen Worten: Sie gibt unserem Team ein gewisses Maß an Sicherheit in Bezug auf die Zuverlässigkeit des Betriebs.“
Die Ansprechzeit und die Fehlerbehebung haben sich erheblich verbessert. Infolgedessen ruft KC Water R.E. Pedrotti viel seltener um Unterstützung als in der Vergangenheit.
Innerhalb der nächsten zwei Jahre plant KC Water, die zweite Phase des Projekts abzuschließen, wodurch die verbleibenden Einrichtungen in die PlantPAx®-Plattform überführt werden. Zukünftige Pläne umfassen außerdem die Implementierung von System-Analyse zur Bewertung der Durchfluss-Effizienz zwischen den Anlagen.
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Veröffentlicht 15. November 2023