自动化改进生产流程

作者:Thomas Geiz 文章来源:Phoenix Contact电气技术有限责任公司工业解决方案部 发布时间:2014-06-23

由于对水资源利用设备和在这一领域中职工的要求越来越高,因此使用的软件和设备零部件的标准化也越来越重要。标准化的、易于使用的控制程序模块库就是降低水资源利用设备设计成本、帮助维护保养人员简单的查找故障源的重要工具。

Warendorf污水净化厂利用Hoetmar的污水处理厂和一套与泵站连接的污水处理设备,以及污水净化处理设备收集和净化4万居民的生活污水和工商业污水。这一污水净化设备的污水净化能力为8万人口当量。从2009年起,Warendorf污水净化处理厂在技术改造的框架内就采用了Phoenix Contact公司的控制系统。由于双方良好的合作关系,双方负责人在Hoetmar污水处理厂技术改造以及一些外围建设工程都交给了Blomberg市的自动化技术公司。在这一工程项目中,用户提出了建立标准化的模块库的要求,能够对不同的设备统一编程。

目前,业内的专家级企业Phoenix Contact公司已经在制定给水供水和污水净化设备新的过程数据库了。在与污水净化处理厂Warendorf的合作中,这一项目也得到了贯彻落实,而且两家企业都能从中受益。例如,Warendorf技术团队的具体应用专有知识和经验使得解决方案的许多应用功能得到了扩展,使建造的过程数据库的结构更加易于使用。

功能操作简单

从数据采集和分析系统——Scada系统到设备主控系统,Warendorf污水净化处理厂所使用的都是当前最先进的技术。这些现代化设备构成了污水处理过程优化、提高设备可用性和经济地完成所有污水净化处理任务的基础。技术改造后的污水净化设备操作者要经常查看所有操作站的工作情况,了解这些工作站的过程数据。而所使用的设备应该操作简单,以避免长时间的学习和培训,保证快速排除故障。在这样的背景条件下,对设计的过程数据库提出了“从用户来、到用户去”的设计口号。对设计方案有决定性意义的要求,是污水净化设备的操作者能够可靠地使用平时非常罕见的操作功能,及时发现和排除故障,并采取正确、有效的改进措施。


图1 污水净化处理厂污泥浓缩车架一角,重要的信息都直接显示在触摸屏

在Warendorf的污水净化设备中,所有的污水净化设备的控制系统和元器件采用了Phoenix Contact公司基于Profinet技术的现场总线技术。能够灵活补充所需标准功能模块的模块化控制系统结构明显减少了不同仪器设备和元器件的配件库存量,而且也不会对污水净化设备的可用性带来不利影响。若对污水净化处理的各个环节提出过高的要求,控制系统要“升级”到更高性能的系统时,可以简单借用现在PLC可编程序控制器系统使用的Inline系列输入输出模块来实现,而且用户编制的控制程序仍然可以继续使用。在对污水净化设备部件的控制和监控中,各个工作站都安装了触摸控制的触摸屏。这也保证了操作者可以随时随地了解到最新、最准确的信息和数据,必要时直接在现场采取措施、解决问题。

统一的编程软件

统一的、适合于所有控制系统编程的调试软件为污水净化处理厂的职工提供了许多新优点。Phoenix Contact公司新的过程数据库“Insywater——水处理数据库”提供了许多不同设备部件的功能。这使得用户可以从标准化的功能模块中找出适合于资金设备需要的模块,构建成整套污水净化设备。在编写污水净化设备运行控制程序时,编程员也可以得到简明易懂的帮助和支持功能。Tim Jungmann先生是Warendorf污水净化处理厂的负责人,他在谈到设备改造时说:“根据‘从用户来到用户去’的口号,过程数据库没有使用程序编制专业领域中的专业术语,相反使用的是污水净化设备操作者所熟悉的语言和符号。另外,污水净化设备典型的操作功能,例如外设的调整确认,手动/自动转化,理论值调整等也都作为功能模块供用户使用了。”

最好的、以污水净化操作功能为主导的过程数据库实例就是检测数值模块。这一模块允许在污水净化过程中,在计量检定的框架内进行计量检定,对设备工作参数进行补偿。另外,这一数据库中的许多模块还有包含Warendorf污水净化处理厂职工多年丰富经验的特殊功能。Tim Jungmann先生补充说:“过程数据库的一些功能等同于我们前一段时间在分散式配置工作站通信中使用的远程遥控数据库ReSy+的操作。这当然对用户获取已有的专业技术知识是非常有益的。总之,新的数据库非常易于理解,无需很长的学习、培训时间就能够掌握它的使用并避免操作中的错误。”


图2 利用过程数据库“Insywater——水处理数据库”中的确认模块可以在设备现场的工作站完成确认操作

支持常用的通信技术协议

Phoenix Contact公司按照国际标准开发的产品支持所有的通信技术协议,这就使系统中使用的Phoenix Contact公司的仪器设备能够与其他生产厂家的仪器设备保持通信。这也就能够实现各个水处理和污水净化处理设备之间流程工艺技术、检测技术和驱动技术领域中的密切合作、协调运动。在使用了新的过程数据库之后,例如驱动装置和控制阀的驱动就更加简单了,因为在这些模块中有着相同的功能,统一规定了输入输出,从而简化了控制程序的结构。

这样,Phoenix Contact公司开发的新型过程数据库就在Warendorf污水净化厂的生产过程控制中起到了积极的作用。污水净化厂的职工能够简单、统一地编制控制程序,减少了出现错误的几率,提高了对控制指令代码的理解。Tim Jungmann先生说:“两家企业之间的成功合作将继续下去。我们将继续开发新的模块和功能,不断对污水净化处理的生产过程进行优化。”

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