Bài viết này giới thiệu ứng dụng phần mềm Elipse E3 để giám sát trạm xử lý nước thải ABC, đặt tại 3000 AlmiranteDelamare Avenue, Heliópolis, in São Paulo

Augusto Ribeiro Mendes Filho-Trung tâm thông tin Elipse Software.

NHU CẦU

Sabesp chịu trách nhiệm các dịch vụ vệ sinh cơ bản, bao gồm tiếp nhận, xử lý và phân phối nước, ngoài ra còn thu thập và xử lý nước thải. Được thành lập năm 1973, đây là công ty kinh tế hỗn hợp của nhà nước thuộc bang São Paulo sở hữu phần lớn cổ phần (cổ đông chính). Năm 2002, Sabesp trở thành công ty đầu tiên tham giá thị trường chứng khoán São Paulo. Đồng thời, cổ phần của công ty được đưa lên sàn chứng khoán New York (USA). Với 645 thành phối trong bang São Paulo, Sabesp hoạt động ở 365 bang, và kết hợp với các bang khác. Công ty có 16,1 nghìn người lao động, với 17 đơn vị kinh doanh.

Tìm kiếm giải pháp để giám sát quá trình hoạt động tại trạm xử lý nước thải ABC-ETEABC, Sabesp đã quyết định sử dụng phần mềm E3 của Elipse. Giải pháp này được lắp đặt tại phòng giám sát và điều khiển của ETEABC, đặt ở số 3000 đại lộ Almirante Delamare,Heliópolis, thành phố São Paulo. Để triển khai hệ thống Sabesp thuê công ty HSI InformáticaIndustrial Ltda, một công ty chuyên lắp đặt và lập trình hệ thống. Mục tiêu khi áp dụng phần mềm Elipse là để thực hiện một hệ thống giám sát với giao diện tốt và gần như hoàn hảo. Sabesp đã mua 6 licens E3: một Server, một Studio và bốn Viewers.

GIẢI PHÁP

Hệ thống giám sát và điều khiển dựa trên E3 được cài đặt tại hai trạm điều khiển. Trạm thứ nhất gọi là Master, kết nối truyền thông với 11 bộ PLC được lắp tại vài khu vực của quá trình xử lý, và một máy chủ cơ sở dữ liệu Oracle. Trạm thứ hai, gọi là máy dự phòng (Hot-Standby), nó tự động khởi động trong trường hợp bất thường xảy ra đối với trạm thứ nhất.

Theo Rachel Andrade da Silva, kỹ sư bảo trì của Sabesp, khoảng 70% thông tin của quá trình xử lý nước thải được thực hiện tại trạm bằng phần mềm Elipse. Mỗi một quá trình trải qua một số bước, và tất cả đều được điều khiển bởi E3.

Hình 1- Màn hình chính của hệ thống

Khi bắt đầu chu trình, nước thải đi tới trạm qua một hệ thống ống dẫn và các vật liệu cứng được loại bỏ (gỗ, nhựa,.v.v.). Sau đó, nước thải được bơm tới các hộp cát. Bên trong các hộp cát, sự phân tách giữa cát và nước thải được thực hiện. Sau đó, nước thải được đưa đi gạn, tại các thùng chứa nước sẽ được gạn lọc, tách bùn. Từ đó, sẽ có hai bước thực hiện, một là xử lý chất lỏng bẩn (giai đoạn lỏng) và một giai đoạn xử lý bùn (giai đoạn chất rắn).

Trong giai đoạn xử lý chất lỏng, nước thải ban đầu chảy qua việc xử lý vi sinh để loại bỏ các chất hữu cơ. Tiếp theo, một phần nước thải được xử lý được đưa trở về các con sông, trong khi một phần khác ít hơn được đưa tới bộ phận gọi là tiện ích. Ở đó, phần nước này đi qua quá trình lọc, sẽ được tái sử dụng trong trạm hoặc được đưa tới một khu vực gọi là trạm xử lý nước tái sử dụng ETA. Tại trạm này, nước đã xử lý chảy qua một công đoạn xử lý mới dựa trên chất hypoclorite, vì thế nó có thể sử dụng cho các thành phố với mục đích rửa đường và mạng lưới nước thải không cấm, hoặc cho công nghiệp sử dụng không để uống.

Trong giai đoạn xử lý chất rắn, ban đầu sẽ độ dầy chất rắn dầy lên, đó là do mật độ bùn tích tụ do vi khuẩn khiếm khí. Tiếp theo, việc tẩy trắng và sắt chloride được đưa vào để tập trung bùn, và bùn này được đưa vào các bộ lọc ép. Trong suốt các giai đoạn này, khí gas sẽ được đốt cháy, để giảm sự ảnh hưởng tới môi trường khi thải khí gas vào không khí. Cuối cùng, bùn đi ra khỏi các bộ lọc ép dưới dạng các khối, sẵn sàng được đưa tới bãi chon lấp.

Hình 2- Nhà máy chung của trạm

Ngoài việc cho phép người vận hành giám sát các giai đoạn khác nhau của quá trình, E3 cũng điều khiển toàn bộ các bơm và các van, đây là các thiết bị chịu trách nhiệm bơm và đưa nước thải tới các trạm. Sử dụng một màn hình duy nhất, không chỉ giám sát khi bơm đang bảo trì, mà còn kích hoạt bơm hoặc không, tùy thuộc vào tốc độ quay động cơ bơm để giảm tốc độ hoặc tăng tốc độ lưu lượng nước thải.

Hình 3-Màn hình điều khiển

Một tính năng mà phần mềm cung cấp là chức năng cảnh báo. Với một màn hình, người vận hành có thể được cảnh báo về bất kỳ loại hư hỏng nào đối với các thiết bị trong trạm, nó chỉ ra khu vực có vấn đề, ngày, thời gian, mức độ nghiêm trọng và chi tiết thông tin xảy ra. Phần mềm cũng giám sát tình trạng hiện thời của các thiết bị. Khi có cảnh báo, người vận hành chỉ phải nhấp chuột (click) vào tùy chọn Maintenance và quan sát màu sắc thiết bị đang hiển thị (màu xanh lá cây=bơm đang chạy, màu đỏ=bơm tắt, màu vàng=bơm bị sự cố, và màu xanh da trời=bơm đang ở chế độ bảo trì).

Hình 4-Màn hình cảnh báo của E3

Bổ sung cho tính năng điều khiển, E3 cho phép người vận hành theo dõi hoạt động của van, phân tích độ pH và các thiết bị đo lường khác của trạm, khi có một thông tin mới được hiển thi trong hệ thống. Ví dụ, trường hợp người vận hành quyết định đồng hồ đo độ hòa tan oxy hoạt động với một giá trị mới, anh ta gõ thông số mới vào màn hình lệnh điều khiển của PID. Sau đó, PLC tính toán mức độ mở của van điều khiển để đưa lượng oxy đạt tới giá trị mới. Mọi thông tin được ghi lại dưới dạng biểu đồ và dữ liệu quá khứ.

Hình 5- Màn hình điều khiển, dữ liệu quá khứ và các biểu đồ

LỢI ÍCH

• Các bước khác nhau của quá trình xử lý nước thải chỉ sử dugnj một màn hình chính.
• Điều khiển bơm, với khả năng can thiệp vào quá trình để tăng hoặc giảm lưu lượng nước thải.
• Giám sát trạng thái thiết bị, để biết được chúng được mở, đóng, bị sự cố hay đang bảo trì.
• Giám sát tất cả thông tin chi tiết liên quan tới bất kỳ sự cố nào của các bơm.
• Giám sát các quá trình xử lý nước từ nước thải tới và được đưa trở lại các con sông, bán cho thành phố Sao Paulo hoặc được đưa tới sử dụng trong công nghiệp với chất lượng không để uống.
• Giám sát đốt cháy khí gas, mà hầu hết là khí meetan, gas độc sinh ra trong quá trình xử lý bùn.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo – Sabesp

Đơn vị tích hợp: HSI Informática Industrial Ltda

Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3

Số lượng license: 2

Nền tảng phần mềm: Windows XP

Số lượng thông tin (tag): 3.000

Giao thức sử dụng: AL2000-MNS