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塔科馬市廢水處理廠遷移至現代化分散式控制系統 (DCS),獲得營運作業的清晰透明視野

PlantPAx DCS 取代舊有系統,節省能源並提升製程可視性

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塔科馬市廢水處理廠遷移至現代化分散式控制系統 (DCS),獲得營運作業的清晰透明視野 hero image

挑戰

  • 廢水處理廠的舊有系統缺乏效率,需要更新以防止過時
  • 城市需要可擴展、靈活的系統來提高效率、節約能源並改善營運可視性

解決方案

  • PlantPAx DCS - 現代化分散式控制系統 (DCS) 提供標準化和簡化的全廠控制,允許輕鬆實施修改
  • 生產智能與歷史資料軟體 - 軟體提供營運的即時可視性與歷史趨勢分析,便於故障排除

結果

  • 標準化控制-提升操作員易用性,減少工程部署時間;允許修改與客製化圖形
  • 節能效果-來自DCS的能源數據提供給能源管理團隊,協助識別營運效率,並為城市每年節省USD34000的能源成本

廢水不僅僅是從馬桶沖走或從浴缸排出的水。它有多種形式,包括暴雨帶來的雨水,這些雨水可能攜帶化學物質和其他物質,如果在經過廢水處理過程之前使用,可能會造成危害。 

塔科馬是位於西雅圖以南、以全年降雨聞名的州內城市,深知適當的水與廢水處理對於為其超過208000名居民提供服務和保障安全的重要性。

塔科馬市環境服務部門運營兩座廢水處理廠,分別為中央廠和北端廠,合計在650英里收集系統中維護48座泵站。

中央處理廠建於1954年,並於1988年完成二級處理升級,以符合環境保護署(EPA)新的排放標準。2006年,進行了額外升級,使該廠的處理能力提升至139百萬加侖/日(MGD)。

北端處理廠建於1968年,處理能力為30MGD。80年代末完成了重大升級,以符合環境保護署(EPA)法令的要求,並於1997年新增二級處理升級。與其他廢水設施不同,北端廠是一座物理/化學處理廠,因佔地面積較小,並將固體轉送至中央廠進行處理。

兩座廠房均使用數十年前的舊設備,亟需升級。

「我們面對的是已不再適合或支持我們運營的傳統系統,」塔科馬市環境服務部門自動化支持團隊Chris Roberts表示。「為中央廠和北端廠尋找新解決方案不是『想要』,而是『需要』,這將使流程更加順暢且高效。」

投入(準備)工作

該市與Carollo Engineers合作,這是一家專注於水與廢水設施規劃、設計和建設的環境工程公司,協助技術選型流程。聯合團隊評估了不同解決方案的能力、支持服務、相關成本等。經過全面的選型流程,Rockwell的PlantPAx現代化分散式控制系統(DCS)脫穎而出。

「我們希望找到一個能夠提供我們作為DCS領域較小參與者所需實際支持的解決方案與合作夥伴,」Roberts表示。「通過研究與評估,我們發現Rockwell擁有我們所需的本地編程與技術支持,且價格具競爭力。」

技術選型流程完成後,團隊持續與Carollo Engineers合作,為系統實施做準備,包括建立系統標準、了解老舊系統中潛在未知因素、全新繪製P&ID;與控制敘述,並精確規劃如何將概念驗證轉化為兩座廠房的可實施設計。

經過三年準備期,該市已準備好導入完全標準化的PlantPAx現代化分散式控制系統(DCS)與生產智能解決方案,以協助提升廠房效率、節能並增進運營可視性。

汰舊換新

靈活、現代化分散式控制系統 (DCS) 提供全廠解決方案,具備預定義程式碼與面板,提升操作員的使用便利性。詳細的流程物件庫與附加指令允許標準化操作方法,減少工程部署時間並簡化非Rockwell自動化設備的整合。 

「我們的營運團隊要求修改、客製化圖形,以更貼近灰階標準,但允許更多色彩來配合工廠現有的配色方案,而由於PlantPAx系統及其物件庫的靈活性,我們能夠輕鬆做到這一點,」Roberts說。

實施了歷史資料庫與生產智能軟體,以提升操作員對關鍵流程與性能數據的洞察。歷史資料庫收集並歸檔來自各工廠設備與儀器的寶貴數據,操作員現在具備自動化報告功能,並能以易於理解的方式查看歷史與即時流程趨勢,如泵送指標,以及所有流程操作,皆可於控制室中掌握。

作為解決方案的一部分,團隊實施了22個新可程式邏輯控制器,以及來自Rockwell Automation的工業數據中心,以協助減少伺服器佔用空間並提升基礎設施可靠性。工業數據中心為標準預配置基礎設施,提供虛擬化環境,可在不影響生產的情況下測試配置與軟體變更,這對該市來說是必備功能。它同時整合了來自領先IT供應商及Rockwell Automation策略聯盟夥伴, Cisco與Panduit的技術。

完整解決方案的實施過程始於2015年4月,轉換於2017年完成,僅有少數泵站規劃進行額外升級。

清晰且輕鬆地查看 

總體而言,現代化分散式控制系統 (DCS) 協助該市更清楚地洞察其流程。

透過新系統,該市正著手實施預測性維護策略,而非被動式維護。若舊系統發出警報或出現任何問題,操作員必須親自前往檢查發生狀況。現在,他們可透過中央控制室的流程軟體獲得情境化數據,這減少了故障排除時間及與營運延遲相關的成本。

我們一直致力於找出更好、更有效率的方式來營運我們的工廠,而我們現在擁有的現代化分散式控制系統 (DCS) 正在幫助我們做到這一點。

新系統改善了警報數量,嚴重程度從干擾性到關鍵性不等。這有助於確保一切正常運行,並允許操作員預先處理任何潛在問題。

「我們的操作員現在有更多數據可供觀察,而且這些數據的組織方式讓他們能夠了解流程任何階段正在發生的情況,」Roberts說。「標準化的語言和圖形也使記錄流程和關鍵數據點變得更容易。」

來自現代化分散式控制系統 (DCS) 的能源數據為能源管理團隊提供資訊,幫助識別節能來源。目前該團隊已識別出每年超過USD34000的節省。這有助於城市實現節能目標,因為能源管理團隊能更好地分析流程並發掘潛在效率,例如降低壓力設定點以減少所需泵的數量,從而節省能源。

「我們始終致力於尋找更好、更高效的工廠運行方式,而我們現在擁有的現代化分散式控制系統 (DCS) 正在幫助我們做到這一點,」Roberts說。

上述結果僅適用於 City of Tacoma Environmental Services 在結合Rockwell Automation產品與服務及其他產品時的應用。其他客戶的具體結果可能有所不同。

PlantPAx是Rockwell Automation Inc.的商標。

已發佈 2019年11月29日

主題: Process Automation Control Water Wastewater PlantPAx PlantPAx DCS
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