Konferencja Naukowo-Techniczna: AUTOMATYKA W OCHRONIE ŚRODOWISKA 2006

Konferencja „Automatyka w ochronie środowiska – 2006”, która miała miejsce w Szczyrku w dniach 5-6 czerwca br., stworzyła forum dyskusyjne pomiędzy pracownikami naukowymi i przedstawicielami firm automatyki oraz praktykami zajmującymi się automatyką w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych, oczyszczalniach komunalnych i przemysłowych, stwarzając możliwość wymiany doświadczeń. W konferencji uczestniczyło 110 osób.
 


Prof. Lech Płotkowski z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej napisał do uczestników konferencji: – Mam nadzieję, że Konferencja przyczyni się do wzrostu znaczenia technologii zapewniających czystą i energooszczędną produkcję.

Przewodniczący konferencji dr hab. inż. Waldemar Sawiniak, prof. nzw. Politechniki Śląskiej wskazał na wagę tych zagadnień w aspekcie gospodarki wodnej i ochrony środowiska. Tematyka konferencji obejmowała: monitoring i automatyzację w inżynierii środowiska oraz technologie oczyszczania i sterowanie procesami. Pierwszej sesji przewodniczył dr inż. Florian Piechurski z Politechniki Śląskiej, który zaprezentował referat „Monitoring w eksploatacji sieci wodociągowej”. Monitoring sieci wodociągowej polega na stałym nadzorowaniu określonych parametrów pracy sieci wodociągowej w celu podejmowania racjonalnych i optymalnych decyzji w zakresie zapewnienia stałej dystrybucji wody. Techniczna realizacja procesu wizualizacji polega na przekazaniu sygnalizacji o stanie pracy urządzenia i ewentualnie o jego sprawności lub uszkodzeniu. Współczesny monitoring sieci wodociągowej powinien umożliwiać również symulację komputerową pracy sieci na podstawie sczytywanych i rejestrowanych danych, wykorzystując w tym celu odpowiednie oprogramowanie.


 
To system pomiarów i analiz dotyczących stanu funkcjonalnego i technicznego sieci, w celu uzyskania wiarygodnych podstaw do zarządzania eksploatacją sieci i jej modernizacji. Pełne monitorowanie powinno obejmować działania w zakresie ilościowym, jakościowym, technicznym. System pomiarowy powinien przedstawiać w jasny i czytelny sposób stany monitorowanych sieci, ich parametry oraz występowanie sytuacji alarmowych. Dobrze zaplanowany i systematycznie prowadzony monitoring powinien dać ogromne korzyści dla przedsiębiorstwom wodociągowym, poprzez usprawnienie eksploatacji, zwiększenie bezpieczeństwa działania systemów oraz poprawę efektywności funkcjonowania systemów wodociągowych. Każdy system monitoringu winien udostępniać użytkownikowi możliwość symulowania różnych zdarzeń losowych, które mogą wystąpić na skutek awarii. Praca z komputerową bazą danych umożliwia także prowadzenie wysokoefektywnej gospodarki remontowo-eksploatacyjnej.
 
Wiąże się to ze stałym dostępem do bieżących informacji o stanie sieci. Na tej podstawie można prognozować remonty tych odcinków sieci, na których przekroczony jest wskaźnik awaryjności. Kolejnym etapem całościowego projektu monitoringu jest diagnostyka sieci na podstawie informacji uzyskiwanych z zainstalowanych rejestratorów. Polega ona na szybkim reagowaniu na zaistniałe sytuacje awaryjne oraz na sprawnym ich eliminowaniu. W szczególności dotyczy to wykrywania niekontrolowanych wycieków wody z uszkodzonej sieci wodociągowej. Wprowadzenie systemu monitoringu i diagnostyki sieci wodociągowej pozwala zobaczyć efekty, już po krótkim czasie jego poprawnego funkcjonowania.


 
Felicjan Rybicki z firmy INSBUD-RYBNIK zaprezentował tłocznie awalift firmy Strate z systemem pośredniej separacji części stałych w ściekach. Tłocznia jest urządzeniem ustawionym w suchej komorze składającym się ze szczelnego zbiornika służącego do gromadzenia i przetłaczania ścieków, wyposażonego w zamontowane na zewnątrz pompy, armaturę i aparaturę pomiarowo-sterującą. Zbiornik tłoczni posiada wbudowany system wewnętrznych urządzeń współpracujących z pompami.
 
Przedstawiciel firmy Złote Runo Adam Włodarczyk omówił szeroką gamę urządzeń pomiarowych do kontroli szczelności sieci wodociągowych, a Adam Kukla z firmy AUMA Polska Sp. z o.o. – serwosilnik Milan Driver Advanced ze zintegrowanym systemem sterowania.

Mariusz Pasiniewicz z firmy Danfoss zaprezentował urządzenia stosowane w technice regulacji napędów elektrycznych, produkty rodziny VLT: przetwornice częstotliwości, softstarty, systemy pozycjonowania-synchronizacji oraz motoreduktory.
Ofertę kabli sterowniczych w oczyszczalniach ścieków przybliżył Ireneusz Sosnowski z firmy HELUKABEL POLSKA Sp. z o.o.
 
Podczas drugiej sesji omówiono zagadnienia z dziedziny: „Automatyzacji w inżynierii środowiska”. Przewodniczył tej części spotkania dr hab. inż. Krzysztof Barbusiński z Politechniki Śląskiej, który jest też autorem referatu: „Nowoczesne metody oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych”. Nowoczesne oczyszczalnie ścieków komunalnych są skomplikowanymi obiektami technologicznymi, w których wysoki stopień oczyszczania zależy nie tylko od właściwego zaprojektowania i wykonania, ale także od prawidłowego sterowania procesami technologicznymi przez wykwalifikowany personel. Obecnie do efektywnego oczyszczania niektórych rodzajów „trudnych” ścieków przemysłowych nie wystarczają już klasyczne metody fizyko-chemiczne, takie jak koagulacja, sorpcja, flotacja, ekstrakcja itp. W takich przypadkach coraz powszechniej wdraża się na świecie procesy tzw. pogłębionego utleniania. W swym wystąpieniu dr hab. inż. Krzysztof Barbusiński omówił nowoczesne metody biologicznego oczyszczania ścieków komunalnych oraz podstawy procesów pogłębionego utleniania zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych. Zaprezentował też niektóre wdrożenia tych rozwiązań w Polsce. Przykłady nowoczesnych metod oczyszczania ścieków komunalnych oraz przemysłowych wyraźnie wskazują, że postęp w zakresie oczyszczania ścieków łączy się z coraz wyższym stopniem skomplikowania układów technologicznych oczyszczalni. W obydwu przypadkach dotyczących zarówno ścieków komunalnych jak i przemysłowych istotnym elementem oczyszczalni jest wyposażenie jej w specjalistyczną aparaturę kontrolno-pomiarową i zaawansowane systemy automatyki w celu prawidłowego sterowania procesami oczyszczania, warunkującymi optymalny efekt oczyszczania.


 
W dalszej części konferencji Marek Maciąg z firmy WEGA ELECTRONICS Sp. z o.o. zaprezentował urządzenia do dezynfekcji wody i ścieków promieniami UV z zastosowaniem technologii zaawansowanego utleniania, natomiast Piotr Bistroń z firmy ABIS S.C. przedstawił systemy monitoringu i sterowania procesami technologicznymi oraz systemy łączności. Piotr Gubała z firmy Schneider Electric Polska omówił rozwiązania w dziedzinie rozdziału energii elektrycznej, systemów sterowania i automatyki.
 
Detektory i mierniki stężeń gazów toksycznych i wybuchowych były zaś tematem wystąpienia Krzysztofa Chmielewskiego z firmy GAZEX. Przeglądu aparatury do pomiarów parametrów fizyko-chemicznych w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych dokonał w swej prezentacji Reiner Jarzombek z firmy WTW Pomiarowy i Analityczny Sprzęt Techniczny Sp. z o.o.


 
Trzeciej sesji: „Automatyzacja w inżynierii środowiska” przewodniczył dr hab. inż. Janusz Kotowicz z Politechniki Śląskiej. Tematem referatu „Rozwiązania układu zasilania pompowego w badaniach przepływu cieczy” autorstwa dr. hab. inż. Janusza Kotowicza i dr. inż. Grzegorza Wiciaka z Zakładu Miernictwa i Automatyki Procesów Energetycznych Instytutu Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej było wprowadzenie nowoczesnych rozwiązań sprzętowych, które umożliwiają modyfikację dotychczasowych metod i sposobów pomiaru strumienia cieczy i uproszczenie procedur pomiarowych przy zachowaniu wymaganych dokładności. Metoda wagowa pomiaru strumienia należy do metod pierwotnych, z tego względu stosowana jest jako metoda wysokiej dokładności do badań przepływu cieczy oraz do wzorcowania stanowisk i przyrządów realizujących inne metody pomiaru strumienia. W Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej prowadzono badania rozwojowe metody wagowej i na podstawie otrzymanych wyników opracowano zmodyfikowaną metodę pomiaru do badań przepływu cieczy dla dużych wartości strumieni. Założeniem, jakim się kierowano w czasie badań przy opracowywaniu modyfikacji metody wagowej było uzyskanie dokładności pomiaru strumienia wymaganego przez Główny Urząd Miar, stosując bezpośredni, pompowy system zasilania instalacji. Własności tego systemu determinowały zdolność zmodyfikowanej metody pomiaru do badań przepływu cieczy. Badania przepływu z zastosowaniem metody wagowej wymagają stałego strumienia cieczy. Metoda ta pozwala wyznaczyć średnią wartość strumienia. Wartości chwilowe strumienia uzyskane za pomocą innych przyrządów pomiarowych zastosowanych w instalacji mogą być porównywane z wartością średnią strumienia tylko wtedy, kiedy przepływ podczas pomiaru jest stały. Systemy zasilania pompowego w badaniach przepływu z zastosowaniem metody wagowej stosuje się w dwóch odmianach, jako: system zasilania grawitacyjnego instalacji pomiarowej oraz jako system bezpośredniego zasilania pompowego instalacji.
Instalacja z zasilaniem grawitacyjnym zapewnia stabilny strumień poprzez zastosowanie w instalacji zbiornika zasilającego o stałym poziomie, w którym poziom zwierciadła cieczy utrzymywany jest przez przelew. Z uwagi na proces technologiczny pomiaru strumienia metodą wagową, stabilizacja strumienia z zastosowaniem zbiornika stałego poziomu w badaniach przetworników przepływu w zakresie dużych średnic, wymaga konstrukcji specjalnych wież przelewowych, o wysokościach dochodzących nawet do 25 m. Układ zasilania pompowego dla tego typu rozwiązania nie wymaga stosowania pomp o specjalnych charakterystykach ani nietypowych rozwiązań konstrukcyjnych. Wielkość maksymalnego strumienia układu pompowego jest uzależniona jedynie od maksymalnego strumienia stosowanego w instalacji w czasie badań. Instalacje z bezpośrednim zasilaniem pompowym np. z częstotliwościową regulacją prędkości obrotowej nie wykazują większych pulsacji ciśnienia niż systemy zasilania grawitacyjnego. Systemy tego rodzaju pozwalają na badania przetworników przepływu w takim samym zakresie wartości strumienia cieczy przy niewielkich gabarytach instalacji. Czynnikiem odpowiedzialnym za zapewnienie stałej wartości strumienia cieczy w czasie badań jest odporność (wrażliwość) układu pompowego na zmienny poziom zwierciadła cieczy zbiornika zasilającego. Dlatego instalacje tego typu wymagają odpowiedniego doboru pomp (charakterystyki astabilne), cechujących się małą wrażliwością wydajności na zmiany poziomu wody w zbiorniku zasilającym.


 
Krzysztof Moskal z firmy FESTO przedstawił propozycję kompletnych systemów automatyzacji, monitoringu i kontroli operatorskiej w gospodarce wodno-ściekowej, stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków, w których występują aplikacje systemów automatyki FESTO. Rozwiązania firmy FESTO zapewniają oszczędności rzędu 50% na etapie projektowania i serwisu. Analizując propozycję firmy FESTO system sterowania pneumatycznego jest prostszy.
 
Dachnowicz z firmy HACH LANGE Sp. z o.o. zaprezentował kompletne wyposażenie do analiz wody i ścieków w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków, natomiast Tadeusz Strojnowski z firmy KENDROMED Sp. z o.o. przedstawił propozycję aparatury do analizy wód i ścieków, przepływowe systemy dezynfekcji lampami uv.
 
Wojciech Krawczyk z firmy SIEMENS Sp. z o.o. zaproponował kompleksową ofertę firmy SIEMENS w gospodarce wodno-ściekowej, począwszy od usług konsultingowych poprzez planowanie i projektowanie, instalację, wdrożenie, aż po integrację usług serwisowych. Od oczyszczania wody, przez jej uzdatnianie aż po dystrybucję. Siemens realizuje projekty w dziedzinie technologii, zasilania, napędów, opomiarowania, automatyki i informatyki dla obiektów związanych z uzdatnianiem wody i oczyszczaniem ścieków.
 
Czwartej sesji przewodniczył prof. dr hab. inż. Mieczysław Metzger z Politechniki Śląskiej. Tę część spotkania otworzył referat „Nowa strategia sekwencyjnego sterowania ciągłym procesem biologicznego oczyszczania ścieków.” Praca przygotowana została wspólnie przez dr. inż. Dariusza Choińskiego i dr. inż. Witolda Noconia, pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Mieczysława Metzgera. Omawiając nową strategię sekwencyjnego sterowania ciągłym procesem biologicznego oczyszczania ścieków, dr inż. Witold Nocoń skoncentrował się na następujących tematach:

• Reaktory dla ciągłej hodowli mikrobiologicznej;
• Metabolizm organizmów reaktorów z osadem czynnym;
• Potencjał termodynamiczny i metaboliczna efektywność wzrostu;
• Sterowanie w warunkach niestabilnego wzrostu biomasy;
• Modele hybrydowe;
• Wyniki eksperymentów;
• Sterowanie hierarchiczne.

Istotą problemu automatycznego sterowania stężeniem biomasy, dającego się zrealizować w praktyce, jest sterowanie wpływające na bilans węgla organicznego zarówno w reaktorze jak i w osadniku wtórnym. Zmienną sterującą proponowaną w tych algorytmach, mających możliwość wykorzystania w rzeczywistych obiektach jest stężenie biomasy zmieniane poprzez dyskretne zmiany oddziaływań hydraulicznych i sterowanie procesami sedymentacji.
 
W następnych wystąpieniach Janusz Mazan z firmy OBRUSN przedstawił konwencjonalne i wektorowe przemienniki częstotliwości, Sabina Zioła z firmy ELEKTROTIM SA zaprezentowała automatyzację oczyszczalni ścieków oraz wodociągowych stacji pomp, a Ireneusz Sosnowski z firmy HELUKABEL POLSKA Sp. z o.o. omówił propozycję: kable do przemienników częstotliwości we współczesnej technice napędowej.

Tematyka konferencji obejmowała systemy automatyzacji, monitoringu i kontroli operatorskiej w gospodarce wodno-ściekowej, stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków oraz technologie oczyszczania i sterowanie procesami. Forum dyskusyjne pomiędzy pracownikami nauki i przedstawicielami firm automatyki oraz praktykami zajmującymi się automatyką w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych i oczyszczalniach komunalnych i przemysłowych, stworzyło możliwość wymiany doświadczeń oraz owocowało w dyskusje dotyczące rozwiązań konkretnych zagadnień w gospodarce wodno-ściekowej.

Kolejna edycja konferencji „Monitoring i automatyzacja w inżynierii środowiska”, odbędzie się 29-30 stycznia 2007 r. w Szczyrku, zapraszamy do udziału.