将老化系统升级的工程时间减半

发布时间：2015-03-16 www.cechina.cn

　　底特律市污水处理厂是美国最大的污 水处理厂之一，服务人口超过密歇根 人口总数的三分之一。该工厂的规模和复杂性源于以下三大外力的共同作用：工业、水和气候。
　　与美国众多城市河道一样，底特律河及其支流也曾受到未经处理的污水和雨水径流的严重污染。1939 年底特律建立了城市污水处理厂，并在之后的50 年里进行了一系列大规模的扩建和升级，极大地改善了出水水质。
　　不过，大雨和积雪融水有时会使污水处理厂超负荷运转，致使受污染的雨水流入底特律河及其相连的胭脂河。
　　为了更好地保护河流免受径流污染，底特律早在25 年前便着手建设合流下水道溢流池网络。如今，相关部门共运营 8 个这样的溢流池，分别部署在具有 战略意义的位置，防止雨水径流流入河道。溢流池收集雨水并对其进行充分处理，对于保护周围水域及在 此生活的居民和野生动物发挥着重要作用。
　　PlantPAx 过程库和水/污水处理加速工具包将溢流池的工程设计 工作减半，在编程和系统集成过程中可节省约 12 万美元。
　　仅在 2011 年第一季度，溢流池就收集了超过 50 亿加仑的雨水径流。其中，三分之一的雨水径流被泵送到主厂区进行处理，余下的则在溢流池中进行处理。
　　早期设备五花八门
　　每种合流下水道溢流设施的规模和设计都各不相同，但基本都采用相同的处理工艺：储存溢流，利用机械方法滤除固体，然后用次氯酸钠对水进行消毒（漂白）。溢流池中还安装了相关设备，操作员可用来监视流速和流量、采集样本、从溢流池中排出残留 水并在雨后对溢流池进行清洗。
　　尽管溢流池的功能相似，但它们采用的过程控 制仪器却有很大差异，一部分原因在于这些溢流池是在过去三十年间陆续建成的，而在此期间，自动化控制技术的发展非常迅速。此外，公共工程项目 的进度相对缓慢也是一方面原因。在严格的城市法规约束下，公共工程项目需进行公共规划、公开招 标和官方监督，所以从最初构想到试运行，每个溢流池都需要几年时间才能建成。
　　"这些年来，我们已对各个溢流池的过程控制 系统进行了升级，以符合不断变化的法规要求，" 底特律给排水部门 (DWSD) 过程控制系统管理员 Anil Gosine 介绍道。这就造成"在不同位置采用了大量不同的过程控制系统。其中一个溢流池采用了四家供应商的过程控制设备。"
　　"缺少标准化平台也在一定程度上限制了故障 排除和维护作业，"Gosine  表示。
　　软件解决方案
　　DWSD 聘请了一位顾问来为现有的两座合流下水道溢流 (CSO) 设施设计更高效的新控制系统。分析生命周期成本之后，DWSD 工程师指定罗克韦尔自动化作为过程控制系统供应商。
　　"我们仔细比较了 DWSD 进行标准化的各种选择，并考虑了资本和生命周期成本，最终认为罗克韦尔自动化解决方案最为合适，"Gosine 解释 道。"我们用过他们的数百种产品，因此对于他们 的技术、维护工作、故障处理技术的质量及高水平 的技术支持非常了解。"
　　新系统采用罗克韦尔自动化 PlantPAx 过程自动化系统，这是一套集成控制和信息解决方案，可帮助实现全厂最优化。
　　系统集成商 Process Control & Instrumentation (PCI), LLC 获得了为两个 DWSD CSO 溢流池更换 不能正常工作的控制系统的合同。但是当 PCI 收到 更换溢流池控制系统的合同时，该公司陷入了两难 境 地 。 该公 司在战略上以最低投标价赢得了 DWSD 项目。然而，该公司的工程师担心更换陈旧控制系统的总成本会超出商定的合同金额。
　　罗克韦尔自动化工程师建议采用 PlantPAx 过程 库和水/污水处理加速工具包，将项目成本控制在预算范围内。过程库是适用于 Logix  控制平台的一款软件应用程序，其中包含一组预设计代码。其中还包含基于特定工厂角色的自定义面板，信息量丰富的图标以及完整文档。

PlantPAx 系统能够以集成方式访问更多数据从而改善诊断，可以更好地对 底特律给排水部门的溢流池执行预防性和预测性维护。

　　水/污水处理加速工具包可以定制这些元素，从而大幅节省设计、安装、运行和维护污水项目所需的时间。工具包中包括配置文件，选型工具以及如何通 过 EtherNet/IP  和 DeviceNet  网 络 将 Allen-Bradley ControlLogix 控制器连接到工厂的人机界面 (HMI) 硬 件和其它设备的相关示例。
　　工具包中还提供系统架构图、基本状态、控制和诊断逻辑以及新溢流池中使用的罗克韦尔自动化 FactoryTalk View Site Edition HMI 软件面板。
　　"罗克韦尔自动化的加速工具非常便于编程人员使用，"PCI 负责 DWSD 溢流池项目的工程师表示。 "过去，我们需要将 HMI 与控制器分开单独进行编程，再将它们连接起来。而这个工具包中包含 80% 所 需的代码，并都已进行预定义且已通过出厂测试。因此，可以为客户提供更灵活的机器控制定制方案。"
　　罗克韦尔自动化负责该项目的团队与 PCI 工程师 紧密合作，共同研究如何使用过程库和加速工具包定 制及配置溢流池系统。
　　"我们需要修改工具包，使 DWSD 操作人员熟悉过程数据的表达方式，"PCI 工程师解释道。"有些图形面板元素与 DWSD 的颜色和命名规格并不一致。
　　"操作员学习 PlantPAx 系统 所需的时间非常短。"
　　-底特律给排水部门
　　Anil Gosine
　　例如，操作员习惯于在某台设备启动时看到红灯点亮，而过程库中则规定是绿灯点亮。为此，我们更改了此类不一致的情况，创建了一个底特律项目专用的标准工具包。"
　　缩短编程时间
　　据 PCI 工程师估计，过程库和工具包在溢流池项目中可减少他一半的工作量，在编程和系统集成过程中可节省约 12 万美元。
　　另外，在工厂验收测试和启动/调试过程中可 节省 9 万美元。
　　"尽管第一台电机的编程用了两小时，但之后只需要复制和粘贴代码即可，"目前正在使用过程 库和工具包实施第四个项目的 PCI 工程师说道。
　　DWSD 官员预计，新工具可将设计、合同监 督和合同运作期的文档制作与支持所耗费的时间缩短 50%。
　　"操作员学习 PlantPAx  系统所需的时间非常 短。"Gosine    表示。"我们能够以统一的方式访问这两个溢流池的大量数据。这真正改善了诊断功 能，我们可以更好地执行预防性和预测性维护。" 目前，DWSD 正基于罗克韦尔自动化硬件和软 件对另外两个溢流池进行标准化，Gosine    表示。未 来，DWSD 可以使用过程库对改造后的溢流池控制 进行升级，这意味着工程师届时无需重新创建过程标准和代码，这样会节省更多的时间和资金。