工业实用效率

在加州拉斯帕尔马斯的废水处理厂，先进的自动化降低了劳动力成本并提高了性能

费斯托西区过程自动化专家Nate Ventress

旧金山加利福尼亚东南部的萨利纳斯谷，因其丰富的莴苣、花椰菜和胡椒等作物而被称为“世界沙拉碗”。和加利福尼亚州的许多农业区一样，水资源的高使用率、人口的增加和气候模式的变化给供水带来了压力。因此，山谷中的每一项节水努力都有助于至关重要的农业产业的整体健康。

最近，加利福尼亚州拉斯帕尔马斯的废水处理业务通过合并两个工厂和建立一个集中过滤中心而扩大。当手动控制的再生水操作更新为最先进的自动化系统时，新中心将流量从162000加仑/天（GPD）增加到288000加仑/天。工厂的再生水灌溉了当地社区的绿地。新的自动化系统确保了更低的劳动力成本、一致的质量和灌溉废水回收过程中的最高效率。通过这一节水过程，Las Palmas设施通过水的再利用促进了萨利纳斯河谷农业的整体可持续性。万博足球网站

为了促进从上一代技术到下一代技术的有效过渡，我们采购了一个交钥匙/可扩展的系统费斯托.在总承包商的指导下ERS工业服务加州弗里蒙特,。

绿色的叶子

1号工厂的生产能力低于今天的需求

1号工厂建于1989年，产能为72,000 GPD，用于从附近的拉斯帕尔马斯牧场住宅开发项目中回收水。1996年，2号工厂建成，产能为9万GPD，以容纳急剧增长的人口。这种增长仍在继续，到2009年，需要增加产能。通过技术升级，1号工厂可以容纳更高的GPD，因此，在水过滤和处理领域有着深厚渊源的ERS公司被聘请为扩建项目的总承包商。

在同一地点扩大产能具有良好的经济和运营意义

ERS项目工程师Nik Radonich说：“从一开始，我们的目标就是通过技术创新保持低成本和高系统性能。”。“我们认为最有价值的流程创新之一是找到一家具有经验和专业知识的自动化供应商来设计和提供完整的交钥匙控制解决方案。我们相信，一个联络点可以加快沟通并分配责任。我们希望有一个来源对系统有全面的了解tem负责记录、培训和提供支持服务。最后，我们正在寻找自动化系统的互操作性，其中大多数组件设计为相互集成。

“在评估并拒绝了一些可以提供部分但不是全部解决方案的自动化公司后，ERS选择了纽约州哈帕格的Festo Corporation。Festo符合我们所有的标准，并且在欧洲、中东和美洲的全球水/废水行业拥有广泛的成功完成项目的记录。”

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图1所示。关闭Festo过程阀，执行机构和限位开关总成。

自动化解决方案概述

ERS做的第一件事是将两个不再使用的治疗容器重新使用。这些直径5英尺、长15英尺的水平容器用7英尺长的垂直容器取代了4个直径5英尺的容器。卧式船舶确保了更高效/更高的作业能力。

在废水回收过程中，水在压力下通过过滤介质床，在消毒和最终排放之前，去除早期处理中剩余的悬浮固体。过滤床由粉碎的炭疽（硬煤）在粉碎的砾石上制成。每个储罐分为两个隔间，共有四个单独的单元。

每个水箱中的两个单元共用一个收集管、反冲洗供应阀和污水排放阀。总共有14个这样的组件，在不同的尺寸，用于管理水和空气的流量通过过滤单元。图1所示的阀门:用于将空气引入罐内，用于预反冲洗搅拌过滤介质(空气洗涤)。采用空气冲刷系统，洗涤时间减少30%。

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图2。上、左至右反冲洗供应阀、污水排放阀和反冲洗排放阀。

图2：提供了三种不同AWWA阀组件的特写。所有工艺阀门、致动器和限位开关组件均由Festo提供。

废水排放阀在气动比例定位阀和位置反馈装置的帮助下按比例运行。该系统允许操作员设置所需的流量。磁性流量计向PLC提供反馈，PLC使用PID流量控制回路来调节该阀。该系统中有两个此类阀在装运至Las Palmas之前，Festo预先组装了所有工艺阀门组件。

整个系统以图形方式显示在操作员屏幕上

过程概览屏幕是过滤系统的主要控制点。概览屏幕以图形形式提供整个过程的完整视图，包括实时仪器数据、图形动画和用于更详细显示项目的触摸敏感区域。例如，触摸任何阀门、过滤器或泵符号会将显示的页面更改为设备专用页面。

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图3:关闭的过程概述操作员触摸屏

该屏幕还显示了在本系统中使用的各种模拟仪器的状态:

  • 油箱液位传感器，显示在英尺和英寸的水平
  • 浊度传感器，以肾浊度单位（NTU）显示流入和流出流中的悬浮固体量
  • 过滤器进气歧管和排气歧管之间的压差，指示通过有源过滤器床的背压，用于确定是否需要清洁过滤器
  • 流量计显示每分钟离开系统的加仑流量。

连接远程仪表和泵控制中心的120VAC电源和I/O连接位于相邻建筑物内。将该系统与现有电厂设备连接需要ERS、Festo、电厂人员和现场电工的密切配合。

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图4：提供了控制面板、屏幕、工艺阀和管道的整体视图

Festo CPX阀门终端组件提供广泛的自诊断功能。自我诊断确保硬件问题可以快速识别与精确。屏幕图标提供了CPX程序集中所有模块的图形表示。任何模块的故障都用红色警告符号表示。触摸图标会显示问题的更多细节。工艺数据也被收集和保存以供分析。

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图5:诊断监控和测试

Festo将该系统设计为可扩展的，这意味着同一个基本系统可以为不同规模的项目进行设计、预连线和组装，比从头开始构建更快，更能保证成功。此外，由于大多数组件都是为相互协作而设计的，因此运营商可以确保峰值互操作性。

操作员报告系统性能符合预期，控制屏幕提供的信息有助于通过添加诊断和测试屏幕确保最高效率和更快的问题解决。

自动化系统的关键技术细节包括：

控制硬件：

ventress控制平台
Festo的CPX/MPA控制平台

文崔斯致动器

Festo加工阀门、执行机构和限位开关总成。
  • 闭环-整个过滤过程的实时可视化
  • 具有交互式动画图形和报警的HMI
  • Festo的CPX/MPA产品，允许PLC, I/O和气动阀门集成。
  • 以太网通讯简单编程，模块库包含。
  • PLC和HMI应用软件，具有开放协议代码SYS IEC 61131-3
  • 带I/O和电磁阀的车载诊断节省了操作员故障排除调试时间。
  • 双稳定AWWA过程阀，气动执行器，传感器盒(Festo)， 14套。双稳定球阀总成(Festo)， 4组。
  • 比例AWWA过程阀，气动执行器(Festo)，电动气动比例定位器，2套
  • - 4- 20ma比例阀位置设定值接收器和反馈变送器，2
  • 8个数字输出点
  • 48个数字输入点
  • 8个模拟输入
  • 2模拟输出
  • 通径1型气动阀门
  • 不间断供电，保持5小时
  • 完全控制和设置点
  • UL508A不锈钢外壳，适合户外作业

工厂硬件：

  • 压力过滤池，无烟煤/砂介质，4个(每个罐2个)
  • 进水储槽，5000加仑
  • 废水接收和消毒池，7000加仑
  • 冗余双离心泵组，2台（通过PLC交替控制）
  • 风机
  • 工艺仪表
  1. 磁流量传感器，1
  2. 2、超声波液位传感器
  3. 浊度计(用于悬浮固体颗粒的测量)
  4. 差压传感器，1

如需更多信息，请访问www.festo.com/us

要阅读更多气动技术文章，请访问www.ghtac.com/technology/pneumatics

2013年9月

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