ESTUDO DE CASO

Estação de tratamento de esgoto da cidade de Tacoma migra para SDCD moderno e obtém visão clara das operações

O sistema digital de controle distribuído PlantPAx substitui sistemas em obsolescência, economiza energia e melhora a visibilidade do processo

Desafio

Os sistemas legados nas estações de tratamento de esgoto careciam de eficiência, precisavam de atualizações para evitar a obsolescência
A cidade precisava de sistemas escaláveis e flexíveis para aumentar a eficiência, economizar energia e melhorar a visibilidade das operações

Soluções

PlantPAx DCS - O SDCD moderno fornece controle padrão e simplificado em toda a planta, permitindo modificações fáceis de implementar
Software de inteligência de produção e histórico - O software fornece visibilidade em tempo real das operações e tendências históricas para facilitar a localização de falhas

Resultados

Controle padronizado – Melhorou a facilidade de uso para os operadores, diminuiu o tempo de implantação da engenharia; permitiu gráficos modificados e personalizados
Economia de energia – Os dados de energia do SDCD são enviados para a equipe de gestão de energia para ajudar a identificar eficiências operacionais e economizar USD 34000 anuais em custos de energia para a cidade

A água residual não é apenas a água descartada em vasos sanitários ou drenada de banheiras. Ela se apresenta em muitas formas, incluindo a água da chuva proveniente de tempestades, que pode carregar produtos químicos e outras substâncias que podem causar danos se utilizadas antes de passar pelo processo de tratamento de esgoto.

Tacoma, uma cidade ao sul de Seattle em um estado conhecido por sua chuva durante todo o ano, sabe da importância do tratamento adequado de água e de esgoto para manter seus mais de 208000 residentes atendidos e seguros.

O Serviço Ambiental da cidade de Tacoma opera em duas estações de tratamento de esgoto, as estações Central e North End, que mantêm 48 estações de bombeamento ao longo de um sistema de coleta de 650 milhas quando combinadas.

A estação de tratamento Central foi construída em 1954, com atualizações de tratamento secundário concluídas em 1988 para atender aos novos padrões de efluentes da EPA. Em 2006, foram implementadas atualizações adicionais para aumentar a capacidade da estação para 139 milhões de galões por dia (MGD).

A estação de tratamento North End foi construída em 1968 e tem capacidade de 30 MGD. Grandes atualizações foram concluídas no final dos anos 80 para atender aos requisitos do mandato da EPA, e atualizações de tratamento secundário foram adicionadas à estação em 1997. Diferente de outras instalações de tratamento de esgoto, a estação North End é uma estação de tratamento físico/químico devido à sua menor dimensão e transfere sólidos para a estação Central para processamento.

Ambas as estações operavam com equipamentos com décadas de uso e precisavam de atualizações.

"Estávamos lidando com sistemas legados que não se adequavam mais nem davam suporte às nossas operações", disse Chris Roberts, da equipe de suporte de automação de Tacoma, Serviços Ambientais da cidade de Tacoma. "Não era um 'desejo', mas uma 'necessidade' encontrar uma nova solução para as estações Central e North End que tornasse possíveis processos mais suaves e eficientes."

Fazendo o trabalho de preparação

A cidade colaborou com aCarollo Engineers, uma empresa de engenharia ambiental especializada no planejamento, projeto e construção de instalações de água e esgoto, para ajudar no processo de seleção de tecnologia. A equipe combinada avaliou as capacidades de diferentes soluções, serviços de suporte, custos associados e mais. Após o extenso processo de seleção, o sistema digital de controle distribuído (DCS) PlantPAx da Rockwell Automation foi o escolhido.

"Queríamos uma solução e um parceiro que oferecessem o suporte prático de que precisávamos como um player menor no mundo do SDCD", disse Roberts. "Por meio de nossa pesquisa e avaliação, descobrimos que a Rockwell Automation tinha a programação local e o suporte técnico que estávamos procurando, com um preço competitivo."

Após a conclusão do processo de seleção de tecnologia, a equipe continuou trabalhando com a Carollo Engineers para se preparar para a implementação do sistema. Isso incluiu a criação de padrões de sistema, a compreensão de possíveis desconhecidos nos sistemas antigos, a criação de todos os novos P&ID e narrativas de controle e a identificação exata de como levar a prova de conceito a um projeto implementável em ambas as estações.

Após um período de preparação de três anos, a cidade estava pronta para implementar um SDCD PlantPAx totalmente padronizado e uma solução de inteligência de produção para ajudar a aumentar a eficiência das estações, economizar energia e melhorar a visibilidade de suas operações.

Fora com o velho, dentro com o novo

O SDCD flexível e moderno fornece uma solução em toda a fábrica com código predefinido e faceplates que melhoram a facilidade de uso para os operadores. A biblioteca detalhada de objetos de processo com instruções add-on permite um método padrão de operação, diminui o tempo de implantação da engenharia e simplifica a integração de dispositivos que não são da Rockwell Automation.

“Nossa equipe de operações solicitou gráficos modificados e personalizados para se alinhar mais de perto com o padrão de escala de cinza, mas permitir mais cores para combinar com os esquemas de cores existentes das fábricas e, devido à flexibilidade do sistema PlantPAx e sua biblioteca de objetos, conseguimos fazer isso facilmente”, disse Roberts.

O software de histórico e inteligência de produção foi implementado para melhorar a visão do operador sobre os principais dados de processo e desempenho. O histórico coleta e arquiva dados valiosos de cada equipamento e instrumentação da fábrica, e os operadores agora têm recursos de relatórios automatizados e uma visão fácil de entender sobre as tendências de processo históricas e em tempo real, como métricas de bombeamento, e todas as operações de processo da sala de controle.

Como parte da solução, a equipe implementou 22 novos controladores lógicos programáveis juntamente com um Centro de Dados Industrial da Rockwell Automation para ajudar a diminuir a dimensão do servidor e melhorar a confiabilidade da infraestrutura. O Centro de Dados Industrial é uma infraestrutura pré-configurada padrão que oferece um ambiente virtualizado para testar configurações e alterações de software sem impactar a produção, o que era essencial para a cidade. Ele também reúne tecnologia dos principais fornecedores de TI e parceiros da Aliança Estratégica da Rockwell Automation, Cisco e Panduit.

O processo de implementação da solução completa começou em abril de 2015 e a transição foi concluída em 2017, com apenas algumas atualizações adicionais planejadas para as estações de bombeamento.

Ver claramente e com facilidade

No geral, o SDCD moderno ajudou a cidade a ver seu processo com mais clareza.

Com o novo sistema, a cidade está trabalhando na implementação de uma estratégia de manutenção preditiva em vez de reativa. Se um alarme disparasse ou surgissem problemas com os sistemas legados, os operadores teriam que ir fisicamente inspecionar o que estava acontecendo. Agora, eles têm dados contextualizados por meio do software de processo na sala de controle central, o que diminui o tempo de localização de falhas e os custos associados a atrasos operacionais.

Estamos sempre buscando identificar maneiras melhores e mais eficientes de operar nossas fábricas, e o SDCD moderno que temos agora está nos ajudando a fazer exatamente isso.

O número de alarmes, variando em severidade de incômodo a crítico, melhorou com o novo sistema. Isso ajuda a garantir que tudo funcione corretamente e permite que os operadores abordem preventivamente quaisquer problemas em potencial.

“Nossos operadores agora têm mais dados disponíveis para observar, e eles estão organizados de uma maneira que permite que eles entendam o que está acontecendo em qualquer estágio do processo”, disse Roberts. “A linguagem e os gráficos padronizados também facilitam a documentação do processo e dos principais pontos de dados.”

Os dados de energia do SDCD moderno alimentam informações para a equipe de gestão de energia para ajudar a identificar fontes de economia de energia. Atualmente, essa equipe identificou mais de USD 34000,00 em economias a cada ano. Isso ajuda a cidade a atingir suas metas de economia de energia, equipando melhor a equipe de gestão de energia para analisar processos e descobrir eficiências potenciais, como reduzir o ponto de ajuste de pressão para reduzir o número de bombas necessárias, o que economiza energia.

“Estamos sempre buscando identificar maneiras melhores e mais eficientes de operar nossas plantas, e o SDCD moderno que temos agora está nos ajudando a fazer exatamente isso”, disse Roberts.

Os resultados mencionados acima são específicos para o uso de produtos e serviços da Rockwell Automation em conjunto com outros produtos pela City of Tacoma Environmental Services . Os resultados específicos podem variar para outros clientes.

PlantPAx é uma marca comercial da Rockwell Automation Inc.

Publicado 29 de novembro de 2019

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