在廢水處理泵站設計期間,首先需確保泵機的充分輸出能力。而這是以重力原理進行廢水運輸?shù)奈ㄒ豢煽糠绞健_^去十年來無論技術如何發(fā)展,這一核心任務始終保持不變。
雖然泵站功能始終相同,但操作方式卻不斷更改,因此形成多種多樣的工廠結構,使維修變得更加困難。
在現(xiàn)代工業(yè)中,為實現(xiàn)對現(xiàn)有技術的支持及維護,萬可研發(fā)了泵控制應用軟件,將最小細節(jié)也考慮在內。
在德國,泵站與街道、鐵路橋梁一樣屬于最原始的公共基礎設施。其中一些運行超過100年的泵站已改造成文化中心或博物館。
先進的技術在泵站中得以體現(xiàn):一個世紀前由蒸汽機驅動的泵如今已轉換為電力驅動,并主要通過自動化技術運行。新型葉輪及傳感器的研發(fā)可極大程度提升輸出及效率以及監(jiān)控功能。
然而,過去十年來泵站現(xiàn)代化及自動化經歷了比較自然的發(fā)展進程,因此我們可在泵站中發(fā)現(xiàn)多種多樣的自動化結構。這在大型廢水處理設施中尤其常見,例如在運營商操作的70個泵站中,可能使用了來自三家制造商的泵或發(fā)電機,并通過3或4個不同控制系統(tǒng)進行調控。
現(xiàn)代化改造帶來機遇
在現(xiàn)代化改造進程中,實現(xiàn)泵站硬件及軟件的標準化可帶來無限機遇。改造過程中通常將發(fā)電機及其他機械部件得以保留,而傳感器、電子器件及自動化設備將被更換。
然而,由于大多數(shù)運營商是分階段對泵站進行改造的,所以實際上很難實現(xiàn)這一點。相反,系統(tǒng)運營商以20臺泵為一組對現(xiàn)代化改造進行招標。
即使運營商希望通過現(xiàn)代化改造將泵轉化到同一系統(tǒng)中,并在投標中明確說明使用何種軟件,但由于不同的工程師或程序員編寫的軟件或代碼各不相同,所以無法確保設備中的軟件以相似的、標準化方式進行編程。
對于運營商而言,最糟糕的事情莫過于維護費用和現(xiàn)代化改造費用一樣高,這是因為在維護或維修期間,服務技術人員需分別對各控制器的編程進行檢查,以發(fā)現(xiàn)潛在問題。
精巧軟件實現(xiàn)標準化控制
為降低以上成本,萬可專門研發(fā)相關應用軟件以實現(xiàn)對泵的控制,在提供基本功能的基礎上,還可對參數(shù)進行自由設置。同時,在對軟件中的變量進行配置時,可無需編程,這極大節(jié)省了軟件設計成本。
依托WAGO-I/O-SYSTEM 750超500種I/O模塊及大量接口,該應用軟件可輕松連接到不同系統(tǒng)中。隨后可將泵控制方案廣泛應用并確保將系統(tǒng)連接至整個飲用水及廢水處理設備中。
該軟件針對具有2到6個不同輸出的泵站而設計,根據(jù)萬可在廢水處理設施中收獲的大量經驗,該軟件還可滿足泵站運行期間的精準需求:負載管理、防腐保護及確保冗余操作等。
冗余操作
泵站中通常會配備不同類型的泵,以便在系統(tǒng)中斷或維護過程中能夠保障泵站正常運行,其中包括基礎負荷泵、高峰負荷泵、臥式排水泵及備用泵。
而泵站中的輔助泵不僅可用于高峰負荷或冗余運行,還會以特定的時間間隔運行從而防止系統(tǒng)中斷。然而,運行故障卻是不可避免的,灰塵堆積可使泵停止運行,腐蝕可造成連接斷開,設備部件也可出現(xiàn)堵塞。
萬可應用軟件可對泵進行不同功能設置,在對其中一臺泵設置保護功能的情況下,萬可控制器可在每一運行周期結束后對該任務進行更改,以恢復泵的正常運行。
此外,為防止腐蝕,該應用還對泵的運行時間進行監(jiān)測,并在長時間靜止后自動令其啟動。
防負載峰值
對泵進行啟動時,為避免對電網造成不必要的負荷壓力,在可能的情況下需逐一啟動,而不應全部同時開啟。萬可的啟動延時功能可實現(xiàn)這一點。在第一臺泵已按照預設時間運行一段時間后,相同型號的第二臺泵方可啟動。
該段時長取決于單個應用以及現(xiàn)場的高效負載管理——并在泵控制器中輕松實現(xiàn)參數(shù)化設置。這將有助于降低電網負載并在使用發(fā)電機時實現(xiàn)應急電源操作。
靈活的水位開關
更改運行參數(shù)可在極大程度上保護泵系統(tǒng)免遭污染,例如,堆積在泵軸內壁的油脂對運營商來說是一個十分頭疼的問題。來自家庭或餐館的油脂排放到污水系統(tǒng)中并漂浮在泵軸表面。
由于泵軸內外水位一致,油脂則不可避免地聚集于內。內層油脂可造成排水泵的堵塞,并且只能通過機械方法去除。為防止或延緩此類現(xiàn)象的發(fā)生,我們需對泵的閉合及關斷位置進行靈活配置。
PFC 200及PFC 100控制器內置的e!COCKPIT編程工具可對該應用進行自定義設置。隨后可將開關位調整得略高于或略低于泵中水位。形成水位差后可更好實現(xiàn)油脂的排放。
一覽無余
泵站的全新、標準化應用軟件可實現(xiàn)便捷、直觀的操作。同時,用戶可于控制中心或直接通過帶Web可視功能的控制器中實現(xiàn)對泵的監(jiān)測及控制。為完成分配任務,用戶可自由選擇對泵的識別方式。
以IEC 61131-3標準化語言進行編程的控制器,僅對最多6種不同類型的泵控制提供整體的功能性框架,同時也可根據(jù)用戶需要對控制程序進行設計。
系統(tǒng)功能比以往提出了更加具體的要求,這迫使運營商和服務公司采用全新的維護措施并引進高效方案。同時,傳統(tǒng)的應對性或預防性措施在實現(xiàn)工業(yè)4.0的道路上也不斷與時俱進。通過該軟件解決方案,萬可為未來發(fā)展趨勢奠定了基礎。相電流、流量值、電壓、溫度、功率因數(shù)等相關數(shù)據(jù)的獲取以及負載和警報管理可實現(xiàn)更佳的預防性維護。
此外,標準化軟件解決方案可減少不同軟件包的使用,減少重復更新次數(shù)以及對服務人員的培訓。