海水淡水化プラントが最大限の効率で稼働

背景

干ばつによる水不足は、多くの国、特にイスラエルを悩ませている問題の1つです。2013年には、過去数十年で最も深刻な干ばつに見舞われました。しかし、ある巨大なインフラプロジェクトによって、干ばつが問題でなくなる日が近いと言われています。

イスラエルの政府機関である海水淡水化庁(WDA)が2000年に打ち出した海水淡水化マスタプランでは、2020年までに年間約6億5000万立方メートルの処理水を供給することを目指していました。この計画では、地中海沿岸に大規模な海水淡水化プラントを建設しています。その1つがソレック海水淡水化プロジェクトで、同国の飲料水消費量の10%、生活用水消費量の約20%を賄えるよう設計されています。

テルアビブの南に位置するソレックのプラントは、624,000m³/日の処理能力を持ち、これは世界最大の海水淡水化プラントとなります。このプラントでは、ロックウェル･オートメーションのPlantPAx®プロセス制御システムが運用の中核となっており、11,000点以上のI/Oに加え、多くの高度なプロセス制御ソリューションと周辺機器を活用しています。

課題

これらの設備の課題は、飲料水を生産するだけでなく、効率的に生産し、環境への影響を可能な限り少なくすることです。このプラントの規模や運転形態から、複雑で多様なプロセスや自動化設備を指揮することができる単一の制御プラットフォームが必要となります。また、複数のベンダーから提供されることもあり、要求が大きく異なることも少なくありません。

水道業界は非常にコスト重視のため、効率を犠牲にすることなく、エンジニアリング費用を非常に厳しく管理する必要があります。つまり、コードの再利用を最大化し、コードの記述を最小化しなければならないのです。その結果、Soreq Desalination Company (SDL)が運営するプラントは、この種のプラントとしては世界最大であるだけでなく、間違いなく最もエンジニアリング効率が高く、先進的なものの1つとなっています。

ソリューション

この新しい海水淡水化施設は、海水逆浸透膜(SWRO)を使用して、イスラエルの国家水利システムに水を供給しています。海水淡水化プロセスは、処理サイクルの中間に位置し、ろ過と化学薬品注入が先行し、再ミネラル化と最終消毒が後に続きます。このプラントは、海水淡水化のための2つの主要なステージで構成されており、それぞれが独自の計装･制御ソリューションを備えています。1つのステージでは消費に適した最高レベルの水を作り、もう1つのステージでは工業用や商業用に適した品質レベルの水を作ります。

ソレックの海水淡水化プラントのプロジェクト開発、エンジニアリング、プログラミング、設定、立上げは、産業オートメーション、空調、冷凍設備制御、ビル制御システム、プロセス制御の機器とシステムの供給を専門とするコンテルオートメーション&コントロール社が担当しました。

プラントの制御インフラの基盤であるロックウェル･オートメーションのPlantPAxプロセス制御システムは、約11,000点のI/Oを監視しています。コンテルオートメーション&コントロール社は、そのプログラマブル･オートメーション･コントローラが速度を向上させ、複数の通信接続に対応できるため、コントローラを分割する必要がない、PlantPAxプロセスシステムを配備しました。これらの節約は、施設の建設を引き受けた会社によっても実現されました。コントローラの数が少なければ、ハードウェアも少なくなり、配線やエンジニアリングも少なくなります。

PlantPAxプロセス制御システムは、完全に統合されたアーキテクチャ環境を提供するために、広範なソフトウェアパッケージとプロセスライブラリを活用しています。このアプローチは、冗長化されたプライマリコントローラのそれぞれに対して、効率的で個別の制御を提供するだけでなく、広範なライブラリ、コントローラやプロセス機器用のアドオン命令、コードの共有能力によって、ソフトウェア開発プロセスを最適化します。

安全と効率性を高めるため、EtherNet/IP™ベースのクローズドリング型通信アーキテクチャを採用しました。1つの通信ラインが故障または損傷しても、別の経路で常にバックアップが利用できます。特定のAllen-Bradley®のI/Oモジュールも、EtherNet/IP機能が組み込まれていることと、高温環境に対する耐性があることを理由に選ばれました。機器の多くは、高いレベルの湿度と塩分が存在する海の近くに設置されているため、一次モジュールの多くにコンフォーマルコーティングが施されています。

PlantPAx オペレータワークステーション(OWS)は、選択されたプロセスエリアと通信し、各コントローラのデータポイントに直接アクセスできるよう、完全にカスタマイズされた方法を提供します。海水淡水化プラントシステム内のこのアプローチは、多くの利点をもたらします。第一に、重複した設定がないためコントローラの作業が効率化され、高速な作業が可能になります。第二に、エラーが大幅に減少し、最後に、施設の信頼性と安全を高めるのに役立ちます。

IDE Technologies社のエンジニアリングマネージャであるジャッキー･ベン･ヤイシュ氏は以下のように説明します。「長い検討プロセスの後、我々は、技術の最先端を行く中央プロセス制御システムに重点を置いたロックウェル・オートメーションのプロセス制御ソリューションを選択しました。」