Acquaria Cogeide Impianto Mozzanica. Profibus nella depurazione acque reflue. Approvvigionamento, trasporto, depurazione e controllo

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1 Cogeide Impianto Mozzanica Acquaria 2009 Profibus nella depurazione acque reflue La gestione dei sistemi integrati delle Acque: Approvvigionamento, trasporto, depurazione e controllo con la collaborazione di Stefano Sebastio Slide 1

2 Impianto Cogeide - Mozzanica 16 comuni serviti bassa BG abitanti residenti aziende 70 scarichi industriali significativi Abitanti equivalenti Slide 2

3 Impianto Cogeide Limiti allo scarico L. 319/76 D.Lgs. 152/1999 aree sensibili RR (lombardia) BOD5 mg/l COD mg/l SS mg/l Ntot mg/l 35,6* 35,6* 31/12/ Ptot mg/l * forme azotate (limitate solo singolarmente) 31/12/2008 Slide 3 AFFINARE IL PROCESSO DI DEPURAZIONE

4 Impianto Cogeide - Mozzanica Investimento nel nuovo sistema di automazione del depuratore Scelta strategica Migliorare la qualità del processo Aumentare la sicurezza Ridurre i costi operativi e di gestione nel tempo Scelta tecnologica per l automazione Profibus standard aperto Scelta di un partner Slide 4

5 Profibus E uno standard nel settore dell automazione Un bus di comunicazione industriale cui hanno aderito tutte le maggiori aziende dell automazione tra cui Siemens, ABB, E+H, Schneider, Phoenix Contact, Gefran,.. In Italia è presente un consorzio (PNI) che raggruppa oltre 50 aziende. Slide 5

6 Perché Profibus? Slide 6

7 Perché Profibus? Nella tecnica tradizionale : Lo strumento misura e trasmette l informazione al controllore tramite segnale in corrente ma Il controllore elabora l informazione e controlla il processo agendo sull attuatore tramite segnale in corrente ma Controllore PLC Sensore Ossigeno disciolto Attuatore Inverter Soffianti Slide 7

8 Perchè Profibus: minori conversioni, maggiore precisione Una sola variabile trasmessa Molte conversioni analogiche digitali (inutili e dannose) #1 Possibili errori di allineamento/lettura A D D A ma CPU A D PLC CPU A D CPU CPU Slide 8

9 Perchè Profibus: minori conversioni, maggiore precisione PLC / DCS 16 bit A D CPU 16 bit D A 16 bit A D CPU #1 16 bit A D CPU +38 Identification tag: = PI 012 software version: = 1.1 serial number: = 0M60237 etc.... 1st process value = 70,32 2nd process value = 23,02 engineering unit = mbar status = OK diagnosis = temperatur high CPU Più precisione Comunicazione bi direzionale Disponibilità delle informazioni diagnostiche Configurazione remota Slide 9

10 Perché Profibus: minori cavi, cablaggi e ingegneria process controller (PLC) I/O E/A component E/A Baugruppe Baugruppe process controller (PLC) bus interface Ex [i] marshalling rack #2 Ex [i] PS control room marshalling rack junction box plug connectors Cablaggio semplice Minor quantità I/O Ingegneria più facile Documenti semplici Slide 10

11 Perché Profibus: minori cavi, cablaggi e ingegneria #2 Installazione tradizionale (4...20mA) da 800 I/O s Installazione Profibus da 2500 I/O s meno hardware >> meno errori 100% 100% 22% Hardware Installation Engineering Slide 11 minor ingombro meno rack e cavi 50% meno errori di installazione minore ingegneria e più semplice 0% 27% 51% mA 57% 12% 22% 23% PROFIBUS Source: NAMUR, AK 3.5 and practical experience Engineering Installation Hardware

12 Perché Profibus: più informazioni IERI OGGI VANTAGGI #3 Portata Portata Massa Densità Temperatura Predeterminatori Counter Batch Prebatch Tag, serial number, Sw vers. Configurazione Autodiagnosi Condition monitor Maggiori informazioni Info diagnostiche Configurazione Asset management Slide 12

13 Perché Profibus: più informazioni IERI OGGI VANTAGGI #3 Portata Portata Massa Densità Temperatura Predeterminatori Counter Batch Prebatch Tag, serial number, Sw vers. Configurazione Autodiagnosi Condition monitor Maggiori informazioni Info diagnostiche Configurazione Asset management Processo Slide 13

14 Perché Profibus: più informazioni IERI OGGI VANTAGGI #3 Portata Portata Massa Densità Temperatura Predeterminatori Counter Batch Prebatch Tag, serial number, Sw vers. Configurazione Autodiagnosi Condition monitor Maggiori informazioni Info diagnostiche Configurazione Asset management Gestione del bene Manutenzione Slide 14

15 Perché Profibus: più diagnostica Opera di presa 2 Sollevamento 4 Grigliatura ####.# mm LT 01 ####.# mm LT 02 #4 ##.## m LT 02 LHHA406 LHHS405 LHHS404 LHHS403 LLS402 LLS401 LLS400 A Dissabbiatura 2 Lotto P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 A Dissabbiatura 1 Lotto BY-PASS Generale Impianto Mappa Aree Allarmi Trend Login Close Slide 15

16 Perché Profibus: più diagnostica START RESET STOP #4 I sistemi ToF misurano il tempo di volo(t) di un pacchetto di energia emessa dal sensore e riflessa dalla superficie del prodotto. t Slide 16

17 Perché Profibus: più diagnostica #4 1/4 3/4 Presenza di schiuma : Modifica il segnale dell eco e altera La misura di livello Slide 17

18 Perché Profibus: in sintesi 1) Maggiore precisione e univocità delle misure 2) Semplificazione impianti 3) Maggior numero di informazioni 4) Diagnostica 5) Possibilità di adottare un sistema di asset management Slide 18

19 Plant Asset Management HMI Stazione PAM PLC / DCS Tecnologia FDT/DTM? Frame Application Variabile di processo? Diagnostica Configurazione Backup Documentazione, ecc Slide 19 Operatori di processo Operatori di sistema

20 IL DEPURATORE DI MOZZANICA Slide 20

21 Impianto Cogeide sinottico generale Impianto COGEIDE 1 digestione (doppio stadio) Opere di Presa Sollevamento Dissabbiatura filtrazione ispessitore sed 1 predenitro Ossidazione/nitrificazione sed 2 Decantazione Ossidazione Sedimentazione Primaria Sedimentazione Secondaria Riscaldamento Fanghi Digestori Gasometro Ispessitore Dinamico Ispessitore Statico Filtrazione meccanica Filtrazione disinfezione Post Ispessitore Rete Dati Mappa Aree Allarmi Trend Login Close Slide 21

22 Impianto Cogeide architettura di sistema Supervisore - Operatori Stazioni di Manutenzione Controllori/Nodi Soffianti Campionatore Uscita Campionatore Ingresso Digestore Sollevamento Slide 22

23 Comunicazione digitale nella strumentazione Impianto Cogeide sezioni del processo 2 Pagine Impianto Slide 23 Mappa Aree Allarmi Trend Login Close

24 Impianto Cogeide Ossidazione Slide 24

25 Impianto Cogeide Ossidazione Ossidazione 9 Ossigeno Disciolto Denitrificazione 1 Lotto #### mv AIT-1-A- OSS106 Vasca 1 AIT-1-A- OSS100 #### mg/l #### mg/l AIT-1-A- OSS101 AIT-1-A- OSS105 VR-1-A- OSS100 VR-1-A- OSS101 VR-1-A- OSS102 #### mg/l #### mg/l AIT-1-A- OSS102 VR-1-A- OSS103 AIT-1-A- OSS103 VR-1-A- OSS104 #### mg/l VR-1-A- OSS105 ### % ### % ### % ### % ### % ### % #### mg/l AIT-1-A- OSS104 FIT-2-A- OSS103 FIT-1-A- OSS103 ####.# m 3 /h ####.# m 3 /h M27 M28 Soffianti HVTurbo Sedimentatore Finale N.1 Sedimentatore Primario 1 Lotto Sedimentatore Finale N.2 Denitrificazione 1 Lotto Denitrificazione 2 Lotto #### mv AIT-2-A- OSS108 Vasca 2 #### mg/l AIT-2-A- OSS100 VR-2-A- OSS100 VR-2-A- OSS101 #### mg/l AIT-2-A- OSS101 VR-2-A- OSS102 #### mg/l AIT-2-A- OSS102 VR-2-A- OSS103 #### mg/l AIT-2-A- OSS103 VR-2-A- OSS104 #### mg/l AIT-2-A- OSS104 VR-2-A- OSS105 ### % ### % ### % ### % ### % ### % #### mg/l AIT-2-A- OSS105 LHA113 LHA112 LHA111 LLO110 Analiz. NO3 Lotto 1 AIT-1-A-OSS107 XXX nnn Analizzatori NH4 YZ-0-A-OSS100 xxx nnnn YZ-0-A-OSS101 xxx nnnn YZ-0-A-OSS102 xxx nnnn YZ-0-A-OSS103 xxx nnnn Ammoniaca Nitrati Sedimentatore Primario 2 Lotto Sedimentatore Finale N.3 Sedimentatore Finale N.4 Denitrificazione 2 Lotto LHA113 LHA112 LHA111 LLO110 Analiz. NO3 Lotto 2 AIT-1-A-OSS107 XXX nnn Mappa Aree Allarmi Trend Login Close Slide 25

26 Nitrificazione // Areazione (NH4+=>NO3-) O2 basso NH4+ basso O2 basso NH4+ alto Ossigeno Disciolto Regolazione ottimale Aumentare Areazione Ammoniaca (Nitrati) O2 alto NH4+ basso O2 alto NH4+ alto Slide 26 Diminuire Areazione Probabili Inibenti

27 Impianto Cogeide Soffianti HVTurbo 22 Allarmi HVTurbo YZ-0-A-PA107 Guasto YZ-0-A-PA108 Mancanza Feedback YZ-0-A-PA109 Pressione Olio YZ-0-A-PA110 Temperatura Olio YZ-0-A-PA111 Ricircolazione YZ-0-A-PA100 Pompaggio YZ-0-A-PA101 Temperatura Motore YZ-0-A-PA102 Temperatura Cuscinetti YZ-0-A-PA103 Vibrazioni YZ-0-A-PA104 Filtro Olio Sporco Comando HVTurbo Start/Stop YZ-0-A-PA112 Comando Start/ Stop da Remoto XXX,X A XXX,X W XXX,X mm XXX,X C XXX,X C XXX,X Bar XXX,X XXX,X C XXX,X C XXX,X C XXX,X C XXX,X C XXX,X H XXX,X Nm3/h Stati HVTurbo YZ-0-A-PA105 Valvola Intercetto Aperta YZ-0-A-PA106 Valvola Intercetto Chiusa Dati Funzionamento HVTurbo CM -0-A-PA100 Corrente M otore PD-0-A-PA100 Posizione Diffusore PD-0-A-PA101 Posizione IGV TT-0-A-PA100 Temperatura Aria Aspirata TT-0-A-PA101 Temperatura Olio PT-0-A-PA100 Pressione Olio LV-0-A-PA100 Livello Vibrazioni TT-0-A-PA102 Temperatura Avvolgimento -U- TT-0-A-PA103 Temperatura Avvolgimento -V- TT-0-A-PA104 Temperatura Avvolgimento -W- TT-0-A-PA105 Temperatura Bearing -DE- TT-0-A-PA106 Temperatura Bearing -NDE- HH-0-A-PA100 Ore Funzionamento FT-0-A-PA100 Portata Teorica Mappa Aree Allarmi Trend Login Close Slide 27

28 Denitrificazione // Ricircoli (NO3- => NO2- => N2) NO3- IN bassi NO3- IN alti (Ammoniaca) Nitrati diminuire ricircolo miscela nitrificata aumentare ricircolo miscela nitrificata Risparmio energetico Aumento tempi residanza Slide 28

29 Impianto Cogeide Alimento digestore Digestori 1/2 21 TT-0-F- ### DIG100 C TT-0-F- DIG101 ### C Filtri Riscaldamento Fanghi Misura Portata Densità Fanghi FIT-0-F- DIG100 Gasometro FT xx ####.# m 3 /h Alimento Digestore da Scambiatore Pxx Pxx Pxx Pxx Scambiatore Compressore Gas Nastropresse Mappa Aree Allarmi Trend Login Close Slide 29

30 Impianto Cogeide Alimento digestore Alimentazione ottimale del digestore (in funzione del carico) Migliore stabilizzazione fanghi Digestori 1/2 21 TT-0-F- ### DIG100 C TT-0-F- DIG101 ### C Maggiore produzione biogas Migliore disidratabilità fanghi FIT-0-F- DIG100 Filtri Riscaldamento Fanghi Gasometro FT xx ####.# m 3 /h Alimento Digestore da Scambiatore Pxx Pxx Pxx Pxx Scambiatore Compressore Gas Nastropresse Mappa Aree Allarmi Trend Login Close + biogas Slide 30

31 Ottimizzazione della disidratazione Garantire il tenore di solidi richiesto, al variare delle concentrazioni del fango in ingresso Regolo polielettrolita Meno fango Misura Portata Densità Fanghi Nastropressa Slide 31

32 Impianto Cogeide - Riscontri Unico cavo di collegamento con sostituzione dei fasci cavi 4..20mmA Anellamento della rete di comunicazione e allarmi rete Controllo in tempo reale di tutte le misure e del loro andamento Diagnostica degli strumenti e valutazione continua dell affidabilità della misura Gestione in tempo reale del processo di ossidazione nitro denitro Ottimizzazione digestione (+ biogas) e disidratazione fanghi Ulteriori automazioni (cicli alternati, rimozione biologica P, ecc.) Remotizzazione del controllo OGGI D0MANI Slide 32

33 Cogeide Impianto Mozzanica Acquaria 2009 Profibus nella depurazione acque reflue La gestione dei sistemi integrati delle Acque: Approvvigionamento, trasporto, depurazione e controllo con la collaborazione di Slide 33