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CASO DE ESTUDIO
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La planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Tacoma migra a un DCS moderno y obtiene una visión cristalina de las operaciones

PlantPAx DCS reemplaza los sistemas antiguos, ahorra energía y mejora la visibilidad de los procesos

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Desafío

  • Los sistemas anticuados de las plantas de tratamiento de aguas residuales carecían de eficiencia y necesitaban actualizaciones para evitar la obsolescencia.
  • La ciudad necesitaba sistemas escalables y con flexibilidad para aumentar la eficiencia, ahorrar energía y mejorar la visibilidad de las operaciones.

Soluciones

  • PlantPAx DCS - El DCS moderno proporciona un control estándar y simplificado en toda la planta, lo que permite modificaciones fáciles de implementar.
  • Software de inteligencia de producción e historiador - El software proporciona visibilidad en tiempo real de las operaciones y tendencias históricas para facilitar la resolución de problemas.

Resultados

  • Control estandarizado: mejoró la facilidad de uso para los operadores, redujo el tiempo de despliegue de ingeniería y permitió gráficos modificados y personalizados.
  • Ahorro de energía: los datos de energía del DCS se envían al equipo de gestión energética para ayudar a identificar eficiencias operativas y ahorrar a la ciudad USD 34,000 anuales en costos energéticos.

Las aguas residuales no son solo el agua que se descarga de los inodoros o que se vacía de las bañeras. Se presentan en muchas formas, incluida el agua de lluvia de las tormentas, que puede transportar productos químicos y otras sustancias que podrían causar daños si se utilizan antes de pasar por el proceso de tratamiento de aguas residuales. 

Tacoma, una ciudad al sur de Seattle en un estado conocido por sus lluvias durante todo el año, conoce la importancia del tratamiento adecuado del agua y el tratamiento de aguas residuales para mantener a sus más de 208000 residentes atendidos y seguros.

Los Servicios Ambientales de la ciudad de Tacoma operan dos plantas de tratamiento de aguas residuales, las plantas Central y North End, que mantienen 48 estaciones de bombeo a lo largo de un sistema de recolección de 650 millas cuando se combinan.

La planta de tratamiento Central se construyó en 1954 y se completaron las actualizaciones de tratamiento secundario en 1988 para cumplir con las nuevas normas de efluentes de la Environmental Protection Agency (EPA). En 2006, se implementaron actualizaciones adicionales para aumentar la capacidad de la planta a 139 millones de galones por día (MGD).

La planta de tratamiento de North End se construyó en 1968 y tiene una capacidad de 30 MGD. Se completaron importantes actualizaciones a finales de los años 80 para cumplir con los requisitos del mandato de la EPA, y en 1997 se añadieron actualizaciones de tratamiento secundario a la planta. A diferencia de otras instalaciones de tratamiento de aguas residuales, la planta de North End es una planta de tratamiento físico/químico debido a su menor espacio y transfiere sólidos a la planta Central para su procesamiento.

Ambas plantas operaban con equipos de hace décadas y necesitaban actualizaciones.

"Estábamos lidiando con sistemas obsoletos que ya no se adaptaban ni apoyaban nuestras operaciones", dijo Chris Roberts, equipo de asistencia técnica de automatización de Tacoma, Servicios Ambientales de la ciudad de Tacoma. "No era un 'deseo', sino una 'necesidad' encontrar una nueva solución para las plantas Central y North End que hiciera posibles procesos más fluidos y eficientes".

Realizar el trabajo (preparatorio)

La ciudad colaboró con Carollo Engineers, una empresa de ingeniería ambiental especializada en la planificación, el diseño y la construcción de instalaciones de agua y tratamiento de aguas residuales, para que ayudara con el proceso de selección de tecnología. El equipo combinado evaluó las capacidades de diferentes soluciones, los servicios de asistencia técnica, los costos asociados y más. Tras el extenso proceso de selección, el sistema de control distribuido (DCS) PlantPAx de Rockwell Automation fue el que se impuso.

"Queríamos una solución y un socio que nos ofreciera la asistencia práctica que necesitábamos como un actor más pequeño en el mundo de los DCS", dijo Roberts. "A través de nuestra investigación y evaluación, descubrimos que Rockwell Automation tenía la programación local y la asistencia técnica que buscábamos con un punto de precio competitivo".

Una vez completado el proceso de selección de tecnología, el equipo continuó trabajando con Carollo Engineers para la preparación de la implementación del sistema. Esto incluyó la creación de estándares del sistema, la comprensión de posibles incógnitas en los sistemas anticuados, la creación de nuevas P&ID y narrativas de control, y la identificación exacta de cómo llevar la prueba de concepto a un diseño implementable en ambas plantas.

Tras un período de preparación de tres años, la ciudad estaba lista para implementar una solución de inteligencia de producción y PlantPAx DCS totalmente estandarizada para ayudar a aumentar la eficiencia de la planta, ahorrar energía y mejorar la visibilidad de sus operaciones.

Fuera lo viejo, dentro lo nuevo

El DCS moderno y flexible proporciona una solución para toda la planta con código y plantillas predefinidos que mejoran la facilidad de uso para los operadores. La detallada Library of Process Objects con instrucciones adicionales permite un método de operación estándar, reduce el tiempo de despliegue de ingeniería y simplifica la integración de dispositivos que no son de Rockwell Automation. 

"Nuestro equipo de operaciones solicitó gráficos modificados y personalizados para alinearse más estrechamente con el estándar de escala de grises, pero permitir más color para que coincida con los esquemas de colores existentes de las plantas, y debido a la flexibilidad del sistema PlantPAx y su Library of Process Objects, pudimos hacerlo fácilmente", dijo Roberts.

Se implementó software de inteligencia de producción e historian para mejorar la visión del operador sobre los datos clave de procesos y rendimiento. El historian recopila y archiva datos valiosos de los equipos e instrumentación de cada planta, y los operadores ahora tienen capacidades de generación de informes automatizados y una visión fácil de entender de las tendencias de procesos históricas y en tiempo real, como las métricas de bombeo, y todas las operaciones de procesos desde la sala de control.

Como parte de la solución, el equipo implementó 22 nuevos controladores lógicos programables junto con un Industrial Data Center de Rockwell Automation para ayudar a reducir el espacio ocupado por los servidores y mejorar la confiabilidad de la infraestructura. El Industrial Data Center es una infraestructura estándar preconfigurada que ofrece un entorno virtualizado para probar la configuración y los cambios de software sin afectar la producción, lo cual era imprescindible para la ciudad. También incluye tecnología de proveedores de IT líderes y socios de la alianza estratégica de Rockwell Automation, Cisco y Panduit.

El proceso de implementación de la solución completa comenzó en abril de 2015 y la transición se completó en 2017, con solo algunas actualizaciones adicionales planificadas para las estaciones de bombeo.

Ver con claridad y facilidad  

En general, el DCS moderno ayudó a la ciudad a ver con mayor claridad su proceso.

Con el nuevo sistema, la ciudad está trabajando en la implementación de una estrategia de mantenimiento predictivo en lugar de reactivo. Si se activaba una alarma o surgía algún problema con los sistemas antiguos, los operadores tenían que ir físicamente a inspeccionar lo que estaba ocurriendo. Ahora, cuentan con datos contextualizados a través del software de procesos en la sala de control central, lo que reduce el tiempo de resolución de problemas y los costos asociados con los retrasos operativos.

Siempre estamos buscando identificar mejores y más eficientes maneras de operar nuestras plantas, y el sistema DCS moderno que tenemos ahora nos está ayudando a hacer precisamente eso.

El número de alarmas, que abarca niveles de gravedad desde molestias hasta críticas, mejoró con el nuevo sistema. Esto ayuda a garantizar que todo funcione correctamente y permite a los operadores abordar de forma preventiva cualquier problema potencial.

“Nuestros operadores ahora tienen más datos disponibles para observar, y están organizados de una manera que les permite entender lo que está sucediendo en cualquier etapa del proceso”, dijo Roberts. “El lenguaje y los gráficos estandarizados también facilitan la documentación del proceso y los puntos de datos clave”.

Los datos energéticos del moderno DCS alimentan información al equipo de gestión energética para ayudar a identificar fuentes de ahorro de energía. Actualmente, este equipo ha identificado más de USD 34,000 en ahorros cada año. Esto ayuda a la ciudad a cumplir sus metas de ahorro de energía al equipar mejor al equipo de gestión energética para analizar procesos y descubrir posibles eficiencias, como bajar el punto de ajuste de presión para reducir el número de bombas necesarias, lo que a su vez ahorra energía.

“Siempre buscamos identificar mejores y más eficientes formas de operar nuestras plantas, y el moderno sistema DCS que tenemos ahora nos ayuda a hacer precisamente eso”, dijo Roberts.

Los resultados mencionados anteriormente son específicos del City of Tacoma Environmental Services en el uso de productos y servicios de Rockwell Automation junto con otros productos. Los resultados específicos pueden variar para otros clientes.

PlantPAx es una marca comercial de Rockwell Automation Inc.

Publicado 29 de noviembre de 2019

Temas: Process Automation Control Agua aguas residuales PlantPAx DCS PlantPAx
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