Modernizacja pompowni PUW HKW Sp. z o.o. – system sterowania Siemens i Platforma Systemowa Wonderware

Zakres projektu

Zakres działań Control-Service obejmował projekt elektryczny oraz AKPiA, wykonanie systemu sterowania i wizualizacji opartego na Platformie Systemowej Wonderware dla dwóch kierunków przesyłu wody:

• kierunek pompowania Dąbrowa Górnicza,
• nowy kierunek pompowania Jaworzno, związany z budową bloku energetycznego J910.

Pierwszy etap modernizacji obejmował wykonanie zmian w układzie sterowania czterema pompami 1,6 MW / 6 kV dla kierunku Dąbrowa Górnicza. Kierunek ten zaopatruje w wodę między innymi zakłady ArcelorMittal Poland, JSW Koks S.A. Oddział Koksownia Przyjaźń oraz Saint-Gobain.

Drugi etap obejmował wykonanie całkowicie nowego układu czterech pomp 355 kW / 690 VAC, których zadaniem jest zaopatrzenie w wodę nowo budowanego bloku energetycznego w Jaworznie, pracującego na parametry nadkrytyczne.

Wizualizacja rozdzielni średniego napięcia pompowni wykonana w Wonderware InTouch

System sterowania dla kierunku Dąbrowa Górnicza

Dla kierunku Dąbrowa Górnicza dostarczyliśmy, wykonaliśmy i uruchomiliśmy system sterowania oraz wizualizacji oparty na Platformie Systemowej Wonderware 2014 R2.

System zarządza pracą czterech pomp 1,6 MW / 6 kV, armaturą obiektową, w tym przepływomierzami i przepustnicami, rozdzielnicą średniego napięcia oraz przemiennikiem częstotliwości o mocy 1,6 MW / 6 kV. Komunikacja z przemiennikiem odbywa się przez sieć Profinet, a system obsługuje synchronizację z siecią podczas przełączeń z zasilania sieciowego na przemiennik oraz z przemiennika na sieć.

Układ pozwala na pracę pompowni zarówno w trybie ręcznym, jak i automatycznym.

Głównym parametrem pracy pompowni jest poziom zbiornika Łosień. Informacja o poziomie zbiornika przesyłana jest przez sieć GSM z Dąbrowy Górniczej do Jaworzna. Na tej podstawie dyspozytor steruje pracą pompowni tak, aby utrzymać wymagany poziom w zbiorniku. Proces może odbywać się również automatycznie, bez udziału operatora.

System umożliwia pracę jednego przemiennika z czterema pompami średniego napięcia w kaskadzie. Po uruchomieniu pierwszej pompy z przemiennika, jeżeli poziom zbiornika nadal nie jest wystarczający, system może załączyć kolejną pompę. W takim przypadku następuje synchronizacja przemiennika z siecią zasilającą, przełączenie pierwszej pompy na pracę z sieci oraz przejęcie pracy drugiej pompy przez przemiennik.

Zaimplementowany algorytm rotacji pomp zapewnia ich równomierne zużywanie i wspiera niezawodność całego układu.

Przemiennik częstotliwości o mocy 1.6 MW i zasilaniu 6 kV, w tle część rozdzielni elektrycznej średniego napięcia

System sterowania dla kierunku Jaworzno

Dla kierunku Jaworzno wykonaliśmy i uruchomiliśmy system sterowania oraz wizualizacji również oparty na Platformie Systemowej Wonderware 2014 R2. System zarządza pracą czterech pomp 355 kW / 690 VAC, armaturą obiektową, przepływomierzami, przepustnicami oraz rozdzielnicą niskiego napięcia.

Układ umożliwia pracę kierunku Jaworzno w trybie ręcznym i automatycznym. Głównym parametrem regulacyjnym jest utrzymanie ciśnienia na poziomie 8 bar. Każda z czterech pomp posiada własną przetwornicę częstotliwości, co umożliwia płynne, efektywne i stabilne sterowanie pracą pompowni.

Zastosowany sterownik zapewnia precyzyjną regulację przepływu, ciśnienia oraz poziomu. Przetwornice częstotliwości dedykowane do gospodarki wodno-ściekowej charakteryzują się wysoką sprawnością, sięgającą 98%, co pozwala znacząco ograniczyć koszty zużycia energii elektrycznej.

Funkcje przetwornic częstotliwości

W projekcie wykorzystaliśmy funkcje przetwornic, które wspierają niezawodną i energooszczędną pracę układu pompowego. Do najważniejszych należą:

• tryb Master/Follower,
• automatyczna zmiana pompy przewodniej,
• równomierne zużywanie pomp w układzie,
• automatyczne dostrajanie czterech regulatorów PI,
• kompensacja przepływu,
• wykrywanie braku przepływu,
• tryb uśpienia,
• funkcja odtykania,
• tryb napełniania rurociągu.

Przetwornice posiadają również wbudowany dławik DC, obniżający poziom THDi do 40%, oraz filtr RFI, który ogranicza zakłócenia elektromagnetyczne.

Podsumowanie

Modernizacja pompowni PUW HKW Sp. z o.o. pozwoliła zwiększyć efektywność produkcji i przesyłu wody, poprawić kontrolę nad procesem oraz ograniczyć koszty zużycia energii elektrycznej. Dzięki zastosowaniu sterowników Siemens, Platformy Systemowej Wonderware oraz przetwornic częstotliwości Danfoss uzyskaliśmy nowoczesny, skalowalny i wygodny w obsłudze system sterowania pompownią.

Wdrożone rozwiązanie umożliwia niezawodną pracę dwóch kierunków pompowania, precyzyjne zarządzanie parametrami procesu oraz elastyczną obsługę pompowni w trybie ręcznym i automatycznym.