收获 - 蒙罗维亚水和下水道管理局(HMWSA)成立于1965年8月,运营和维持水系统,为麦迪逊县收获蒙罗维亚地区提供家庭用水,位于阿拉巴马州亨茨维尔附近。在初期,该实用程序只为客户提供服务。由于该地区的增长,HMWSA现在提供了42,000名居民的人口,通过15,000个水表。

快速增长的水/废水实用程序能够在提高系统的性能方面保留其现有的SCADA和通信网络投资。

在不到50年的时间里,该系统从每天提供115万加仑水的两口井发展到今天每天需要1 200万加仑的水。为应付这一增长,污水处理厂已增加两个最先进的污水处理厂,共有41名员工。虽然员工人数从最初的两个人成倍增长,但要覆盖主要工厂和许多偏远地点,这仍然是相对较少的人数。

改造

2011年7月,日产200万加仑的膜包装水处理厂和日产1000万加仑的膜包装水处理厂获得了阿拉巴马州水污染控制协会颁发的最佳运营工厂奖。同一年,阿拉巴马水污染控制协会也表彰了HMWSA的三个废水处理厂的卓越运行。此外,该管理局还被该协会授予了阿拉巴马州5,001-15,000水表类别的最佳运行分配系统。

扩大系统

2002年,管理局董事会决定是HMWSA的时间,开始为收获蒙罗维亚服务区的其他地点提供下水道服务。因此,管理局建立了两个新的污水处理厂以处理扩张。这大大提高了污水处理操作的能力,该操作以前由两种小型治疗厂组成。

四种废水植物每天总容量为85万加仑。当局还在20个细分中管理沙滤体式处理厂。总的来说,水/废水系统目前由44个远程站点组成,充足的带宽为这个快速增长的区域添加更多网站。

电梯站和砂滤器在大面积上散布,必须紧密地监控,以避免系统中断或泄漏,但HMWSA只有两到三人的小型维护机组人员。

这种事态创造了对能够经济监督电梯站和其他远程站点的监督控制和数据收购(SCADA)系统,因此在问题升级之前,可以在问题上通知维护人员。
为了改善对污水系统偏远地点的监察和控制,监督向一家主要自动化供应商购买和实施了一套污水监控系统。不幸的是,SCADA系统无法与现有的远程终端设备(rtu)一起正常工作,尽管rtu之前已从SCADA系统供应商处购买。经过几年的时间和大量的花费,HWMSA只能让三个站点在线,并且RTUS提供给SCADA系统的数据不能满足公用设施的需求。管理局不想更换新的SCADA系统,需要找到另一种解决方案来改善作业,同时将成本降至最低。

此时,我们公司RTUDIRECT由HMWSA接近。RTUDIRECT将自动化产品,服务和系统提供给水/废水等行业的广泛客户。我们研究了现有系统,然后建议建立在现有SCADA和网络系统上的改造。

现有系统问题

现有的SCADA系统使用天篷式以太网无线电来创建一个广域网。这种通信系统通常用于向难以访问的社区和农村地区提供无线以太网连接和互联网服务。我们最初发现,尽管rtu来自SCADA制造商,但它们不能按照公用事业公司要求的方式与SCADA系统通信。

问题是RTU通过基于轮询的报告格式与中央SCADA系统进行通信。基于投票的系统不需要大量带宽,但它们也无法提供SCADA系统所需的实时数据,以提供准确和及时的数据。

通过这些基于轮询的RTU,中央SCADA系统每30分钟调查一次每次远程站点一次。如果在远程站点发生警报或事件(例如泵),则RTU将使用异常报告更新中央SCADA系统,但此过程缺少该实用程序所需的实时数据报告的即时性。

由于这些和其他限制,两年后,SCADA系统只有八个RTU,基本上没有实时监测或警报能力。

改造

找到低成本解决方案

我们公司通过一个试点项目向公用事业证明了一个解决方案。对于该项目,我们使用AutomationDirect (www.automationdirect.com) DirectLOGIC DL-06 PLC和关联的I/O与ECOM以太网模块创建了一个RTU。以太网模块随后连接到现有的无线以太网网络,提供高速和可靠的无线以太网SCADA/RTU通信系统。

改造

该解决方案提供了一种低成本的方法,用于从远程站点获取数据,从中央SCADA系统发送和接收数据,并根据实用程序所需的近实时地控制远程站点的组件和设备。

经过成功的试点项目示范后,卫生服务管理局决定用新的rtu取代现有的rtu。除了替换rtu外,HMWSA还拥有来自不同制造商的各种现有控制面板,这些面板需要从不同的远程站点集成到SCADA系统中。最终决定使用同样的DL-06 PLC/ECOM解决方案。

虽然DL-06具有小的足迹,但在某些情况下,我们无法将其融入到已经安装在远程站点的面板中的现有空格。在这些实例中,我们在现有面板旁边的小玻璃纤维柜中安装了PLC,并将新PLC连接到现有控制器和组件。然后,数据可以以统一格式传送到SCADA系统。
在改造过程中,管理局收到批准添加新的远程站点,每个远程站点都与新设计RTU一起提供,这与RTU改造保持一致(见图2)。

为了覆盖整个水/废水系统,我们通过在关键位置安装几座带有无线电的塔来改进冠层以太网系统,以补充已经安装在水箱上的收音机。然后,我们重新配置了通信路径以提高网络性能,并更轻松地添加新站点。

HMWSA现在有44个网站在线,并有能力增加更多。无线冠层以太网网络的速度可以实时显示系统中的情况,包括电机放大器读数、水压、溶解氧水平和其他变量(表1)。此外,SCADA系统可用于向远程站点发出命令,根据需要控制设备,处理问题并优化操作。

改造

使用实时数据改善操作

在改造和升级之后,先前错配的系统变得标准化,并且能够提供用于监视和控制的重要实时数据,例如开始,运行时和其他重要操作信息的数量。

改造

当前的SCADA系统是系统管理人员的宝贵资产,用于诊断和调整过程以实现峰值性能。系统维护和维修所需的基本信息现在实时显示。如果升降站在升降机上有高电平,则SCADA系统立即收到此信息,允许操作员在发生泄漏之前纠正问题。

此外,SCADA系统不仅可以在问题出现前向当局发出警报,还可以让合资格的员工在问题发生前发现问题,并主动进行维修。该系统的趋势和分析能力使作业者很容易发现可以提高效率的地方,并改善整体作业。对数据和业务情况的深入分析也有助于管理局在购买新设备方面作出更好的预算决定,从而避免购买和储存某些新设备项目。

保持低成本

除了PLC,关联的I / O和以太网模块外,我们还为各种权限项目提供了各种其他自动化分组,如继电器,接线盒,选择开关,指示灯,放大器传感器,传感器等。我们选择了自动化指导产品,因为我们知道我们得到了适合这个项目的质量,实惠的解决方案。

当所有项目完成时,我们使用DL-06 PLC作为RTU,新的RTU,以及对现有的基于继电器的控制面板进行远程监控和控制的补充。在每种情况下,PLC为所有远程站点提供了均匀的I / O和寄存器结构,非常简化SCADA系统扩展。

由于HMWSA已经在其SCADA系统上花费了相当多的资金,用于进行所需的升级和改进的资金有限。通过广泛使用AutomationDirect组件,并采取其他措施提供低成本的解决方案,我们能够在管理局有限的预算范围内,同时仍然满足其严格的性能和安全要求。

通过升级Canopy以太网系统提供系统的通信骨干,并且通过用新的RTU替换轮廓的RTU,具有改进的通信能力,现在可以实时监控甚至是模拟值,而无需花费算子取代现有的SCADA和通信基础设施。

此外,改造和新的自动化系统通过提供实时时钟,高速和可靠的以太网连接以及可用于改进的趋势信息来显着改善了系统。最重要的是,改装和新的自动化系统帮助HMWSA为其客户提供更好的服务。

作者:RTUdirect校长韦斯利·本尼菲尔德

最初发布时间:2014年3月19日