Vatten- och miljöteknik - Blue Peak AB Grupp: Hallsberg Klass: VM-9 Projektledare: Tommy Westerback Gruppmedlemmar: Fanny Gelotte Kajsa Bondesson Per

Transkript

1 Pumpstation Ekebo anno 2012 Vatten- och miljöteknik - Blue Peak AB Grupp: Hallsberg Klass: VM-9 Projektledare: Tommy Westerback Gruppmedlemmar: Fanny Gelotte Kajsa Bondesson Per Wennström Ylva Andersson Handledare: Patric Lundfeldt Teknik- processteknik och driftövervakning

2 Innehållsförteckning Projektbeskrivning... 3 Sammanfattning... 4 Pumpar... 5 Omrörare... 6 Nivågivare... 6 Flödesmätare... 7 Frekvensomformare... 7 Temperaturgivare... 8 Styrsystem... 8 Ozongenerator... 9 Säkerhet Brutet Vatten Funktionsbeskrivningar Ozongenerator 0ZO Nivåvippa, högnivå NVH Nivågivare NVG Flödesmätare FLM Nivårelä NVR Återströmningsskydd Brutet vatten Avloppsvattenpump PMP Avloppsvattenpump PMP Avloppsvattenpump PMP Temperaturgivare TMP Processchema Planritning Layout Register I/O Motorlista Instrument- och maskinkostnader Slutsats Källförteckning

3 Projektbeskrivning Bakgrund och syfte Vi är fem stycken elever som går Vatten- och miljöteknikutbildningen i Hallsberg. Vi ska genomgå en kurs som heter teknik- och process/driftövervakning. Mål Målet är att lära oss grunderna inom ellära och styr- och reglerteknik. I detta projekt ska vi ta reda på vilken sorts utrustning en modern pumpstation kräver. De ekonomiska fördelarna med denna investering och hur driften ska kunna optimeras med bland annat larmstyrning. För att uppnå målet, upprättar vi en funktionsbeskrivning för processen samt schematiska ritningar över anläggningen. Organisation Projektledare är Tommy Westerback, och övriga projektmedlemmar är Per Wennström, Fanny Gelotte, Kajsa Bondesson och Ylva Andersson. Projektplan En grovplanering har upprättats i M/S Project och skickats till handledaren 31/1. Vi kommer att gå igenom planeringen vid varje basgruppsmöte. En detaljplanering har upprättats och uppdateras kontinuerligt tillsammans med projektledardagbok. Metod Arbetet kommer att ske enligt PBL-metoden. Vi har basgruppsmöte varje vecka där veckans arbete analyseras. Tillgång till lånad litteratur, internet och föreläsningar. Utöver detta har vi egna möten och ev. studiebesök. Dokumentation Vid varje möte förs ett protokoll. Den får handledaren samt dagböcker från varje enskild medlem 1ggr/vecka. Projektledaren lämnar däremot en detaljplanering samt en veckodagbok som beskriver gruppens arbetssätt. Vi använder oss av Google docs för våra utkast. Den skickas till handledaren en vecka innan skriftligt prov samt muntlig presentation av rapporten. 3

4 Sammanfattning Pumpstation Ekebo i Lundåkers kommun Ekebo pumpstation i det expansiva området Björkebo måste byggas om. Pumpstationen är byggd på 70-talet. Den byggdes för att ta hand om spillvatten från 6000 pe men den kommande byggnationen kommer kräva kapacitet för 14000pe (120m³/h). I nuläget sköts all tillsyn och skötsel av driftpersonal manuellt. Detta kräver många arbetstimmar och larmen vid driftstopp och bräddning är svåra att upptäcka i tid. Man får heller inte någon information om flöden till avloppsreningsverket och inga mätresultat på eventuell bräddning som är ett kommande krav från miljö- och hälsomyndigheter. En total ombyggnad av pumpstationen ska genomföras då även pumparna behöver bytas ut. Pumpsumpen är redan väl tilltagen så den kan användas i fortsättningen. Från pumpstationen går en 2km lång tryckledning som transporterar spillvattnet till avloppsreningsverket Lönnebo. Eventuella bräddningar kommer att som tidigare ske till Björkebäcken. Alla elinstallationer kommer att bytas ut. Instrument och maskiner kommer vara kopplade till ett styr och övervakningssystem som kan styras från en övervakningscentral. Detta underlättar driftövervakningen som bedrivs hela dygnet, året om. Det kommer även att finnas en display i pumphuset. Då fiberkabel finns i området kommer pumpstationen att anslutas dit så att kommunikationen blir driftsäker och snabb. Tre nya pumpar installeras, två klarar max flödet men alla tre kommer att användas enligt ett körschema. Då Ekebo pumpstation kommer att vara en mycket viktig pumpstation och det finns intressen för fler investeringar i området(högre belastning) byggs den med en viss överkapacitet. Bräddningen till Björkebäcken vill man dessutom helt undvika. Pumparna är anslutna till var sin frekvensomriktare som kan reglera hastigheten. Pumparnas drift styrs av en av nivågivare. Det kommer vara en nivåvippa installerad för högnivålarm. Flödesmätare installeras på utgående spillvatten. En nivåelektron installeras till brädden. Denna kopplas till ett program som kan räkna ut tid och volym för registrering. För att säkerställa god arbetsmiljö och eventuell dålig lukt för omkringboende installeras en ozonator. Automatisk spolning av pumpsumpen installeras. Ett brutet vatten anordning kommer att finnas i pumpstationen. Det kommer att läggas stor vikt vid en säker arbetsmiljö vid ombyggnaden. 4

5 Pumpar Till pumpstationen i Ekebo har vi valt tre stycken avloppspumpar från ABS XFP 100E CB1 med motor PE60/4. Det är egentligen en dränkbar pump men kan fås som torruppställd med horisontellt stöd. Då underhållet ur arbetsmiljöperspektiv blir mycket bättre med torruppställda pumpar valdes denna konstruktion. Det är dubbla mekaniska tätningar på både pump och motor vilket gör de oberoende av rotationsriktningar och temperaturchocker. De permanentsmorda lagren har en livslängd på timmar. Maxflödet i pumpstationen beräknas till 120m³/h vilket två av pumparna klarar. Pumparna och alla funktioner är anslutna till en PLC som tar emot elektriska signaler, tolkar om dem i ett inskrivet program och ger signaler till funktioner. De tre pumparna kommer att arbeta med olika status i tre veckors intervaller då det finns en risk med en passiv pump. Motorerna är konstruerade för kontinuerlig drift och mår inte bra av stillastående. Den installerade nivågivaren styr när pumparna ska gå genom att ge signaler till PLC som i sin tur startar pumparna. Första pump Andra pump Reservpump Pump01 v.1 v.2 v.3 Pump02 v.3 v.1 v.2 Pump03 v.2 v.3 v.1 Pumparna är anslutna till varsin frekvensomriktare som gör att det går att reglera hastigheten på pumpen och därigenom få en mjuk start. Man får också fördelen att kunna reglera pumparnas fart till den mest energibesparande och effektiva driften. Eftersom risk för igensättning föreligger vid frekvensstyrda pumpar(låg fart) finns rensningsfrekvenser inprogrammerade i styr och övervakningssystemet. För att skydda pumparna är både termokontakt och motorsäkring installerad. Termokontakter känner av om motorn blir för varm och stoppar då driften. Motorsäkringen löser ut vid för hög strömbelastning eller kortslutning. Märkspänning: 400V/3 Motoreffekt: 6,7 kw Märkström: 13,6A Varvtal: 1450r/min 5

6 Omrörare Vi har valt att cirkulera en del av avloppsvattnet som omrörning. Först och främst genom att vi sparar in kostnaden på en omrörare samtidigt som att vårt alternativ drar mindre energi. Den omrörare vi har jämfört med är en dränkbar mixer från ABS RW-serie. Cirkulationen är kopplad så att den sätts igång var 3:e gång som huvudpumpen startar och gångtiden är 5 minuter. Det gör vi genom att vi har en magnetventil på vakuumsugen som styrs av PLC:n och cirkulerar en del av avloppsvattnet ner i sumpgropen. Skulle det ändå visa sig att vår valda omrörningsmetod inte är tillräcklig så kan vi tänka oss att installera en dränkbar mixer - men eftersom vi vill vara så energieffektiva som möjligt så har vi valt att satsa först och främst på cirkulationen. Nivågivare Nivåmätning i pumpsumpen Den ersatta pumpstationen hade vippor för att mäta nivån i pumpsumpen, men för att få ett mer exakt resultat har vi nu valt att använda oss av en keramisk kapacitiv tryckgivare. Vi valde detta framför en ultraljudsmätare då det finns risk för skumbildning på ytan. Den mäter vattennivån med ett keramiskt membran som påverkas av trycket i pumpsumpen. Tryckgivaren vi har valt kommer från ABS och är av modellen MD 126 och hänger fritt ner i pumpsumpen 20 centimeter över botten. Vi har valt att inte montera den i ett rör på grund av risken för igensättning, och då det troligtvis är en låg risk för mycket hög turbulens där den sitter. Nivågivaren är kopplad mot en PLC som styr start, stopp och HZ av pumparna genom frekvensomriktare. Nivåmätning, högnivå För att vara helt säkra på att larm för högnivå fungerar som det ska, har vi valt att installera en nivåvippa. Nivåvippan vi har valt kommer från ABS och är av modellen KS. Den är monterad så att den slår till vid 5 meter, en meter innan bräddning. Om pumparna är i drift, skickas ett B-larm ut, för att varna för hög vattennivå så att man kan vara beredd på eventuell bräddning. A-larm utgår om pumparna ej är i drift vid högnivå. Om pumparna ej är i drift, startas de allihop automatiskt vid högnivålarm. Mätning, bräddning För att registrera och larma om bräddning, har vi valt att använda oss av ett elektrodrelä från MJK av modell 501. Det sitter monterat så att signal skickas vid 6 meter, precis vid bräddnivån. Då registreras tiden för bräddning, och med hjälp av programvara kan man räkna ut hur stor volym som har blivit bräddad. 6

7 Vi hade tankar på att installera en flödesmätare för bräddavloppet, men valde bort detta då det är dyrt samt att vi inte tror att bräddning skall behöva ske i någon högre utsträckning, vilket skulle resultera i att flödesmätaren inte användes. Vi tror att det räcker gott med ett elektrodrelä och bra programmerad mjukvara för beräkning av flödet. Flödesmätare Siemens BPS 5100WNBR120 Vi har valt att installera en flödesmätare på den utgående avloppsledningen efter pumparna i pumpstationen. Detta för att kunna ha kontroll på det sammanlagda flödet som utgår. Flödesmätaren är även ansluten till PLC för att man där ska kunna justera pumpfunktionen om flödet kräver det. Denna flödesmätare består av ett mätrör och en transmitter. Mätröret har magnetiska spolar som registrerar den spänning en elektriskt ledande vätska, i detta fall avloppsvatten, genererar. Man får då ett värde på flödeshastigheten i mätröret. Transmittern visar signalerna från mätröret och här kan även olika inställningar göras. Mätaren är Plug and Play-förberedd för enkel installation och den kommer att kunna kommunicera med övrig utrustning utan ytterligare programmering. Den är alltså kompatibel med de flesta kommunikationssystem som används för styrning av processer. Frekvensomformare VACON100 HVAC För att spara energi och resurser har vi valt att frekvensstyra alla 3 pumparna i pumpstationen. Detta sköts av frekvensomformare som styr pumpens varvtal efter det behov som finns. I gynnsamma fall kan man få en minskning av energiförbrukningen på mellan 45-60% jämfört med en pump som har konventionell styrning. Modellen vi valt har svenska menyer och det är lätt att göra olika inställningar. För att kunna styra en pump har frekvensomformaren, eller frekvensomriktaren, sensorer som känner av ökad belastning eller högre temperatur, den ökar då varvtalet för att kompensera detta. På samma sätt minskas varvtalet när belastningen minskar. Den kommunicerar även med PLC för att uppnå ett optimalt driftläge där pumparnas verkningsgrad blir som högst. Inbyggt i frekvensomformaren finns även många funktioner för att känna av pumparnas förslitning och energiförbrukning. 7

8 Temperaturgivare PT-100 från MJK För mätning av temperaturen i pumpstationen har vi valt en givare från MJK vid namn PT-100. Denna givare är mycket lämplig för vårt ändamål då den är IP67 klassad, vilket innebär att den är både damm- och spoltät. Konstruktionen består av skyddsrör där givaren är monterad, som i sin tur är skärmat av ett öppet, perforerat rör. Kopplingshuset är gjort av lättmetall och med fästöron för enklare väggmontering. Produkten är IEC-klassad där förkortningen står för internationella elektrotekniska kommissionen. Produkten håller då en internationell standard för elektroniska komponenter. En två-tråds transmitter sänder en signal via PLC till själva mätaren där vi kan avläsa värdet på en digital display. Ett B-larm aktiveras när temperaturen understiger 5 grader respektive överstiger 40 grader. Övre gränsen är satt med hänsyn till ozongeneratorn. Valt mätområde motsvarar 4-20mA. Matningsspäning är på 8-35 Volt likström (DC). Resistansvärde: 100 ohm vid 0 grader. 138 ohm vid 100 grader Styrsystem Styrenhet\PLC MJK MyConnect För att kunna styra och övervaka vår pumpstation har vi valt att installera en styrenhet eller så kallad PLC. Enheten kommer att styra pumparna i pumpstationen enligt det körschema vi har satt upp och den kommer även att kommunicera via fiberlänk med operatör på reningsverk. För att övervaka och kunna vidta åtgärder är samtliga larm anslutna till enheten. Det finns även en display i apparatskåp på plats för att kunna göra inställningar. Styrenheten vi valt är utvecklad för industriella och kommunala verksamheter och har många anslutnings- och utbyggnadsmöjligheter för framtida krav. I originalutförande har enheten 16 digitala ingångar, 8 digitala utgångar, 6 analoga ingångar och 1 analog utgång. Då vi har valt att ha fler enheter anslutna till PLC kommer vi att få bygga till med en ytterligare I/O modul. Enheten drivs med 230 Volt AC och har även batteribackup i händelse av strömavbrott. Eftersom vi valt att ansluta vår pumpstation till fibernät måste vi även ha en modul med anslutning för detta. För att kommunicera med andra enheter och operatör använder sig PLC:n av COMLI- eller MODBUS-protokoll. Kommunikationssystem För att allting ska fungera och alla enheter ska kunna kommunicera med varandra krävs ett kommunikationssystem. Vi har valt att använda MODBUS till detta eftersom det är beprövat, utbyggbart och ger möjligheter för att kommunicera med- och inom större system. Detta protokoll började utvecklas redan 1979 för kommunikation med PLC och är nu ett av de vanligaste systemen som används för automation inom industrin. En av de senare innovationerna i MODBUS är att det går att styra och kommunicera med enheter via appar i mobiltelefoner eller surfplattor. 8

9 Driftdatorsystem Cactus Uniview CSX Detta är ett grafiskt gränssnitt (programvara) där operatören på ett enkelt och överskådligt sätt kan se de processer och anläggningar som ingår i systemet. Genom att klicka på till exempel vår pumpstation i Ekebo kommer data upp om anläggningen och operatören kan göra ändringar om så krävs. Larm och övervakning sker i realtid så att ingen tid går till spillo för att vidta åtgärder. Programmet kan även visa trender och kurvor över den tidsperiod man väljer. Kan vara en bra funktion om man ska testköra och trimma in en ny pumpstation som vi ska göra i detta fall. En annan fördel är att man lättare upptäcker felaktigheter i processerna. Det finns en inbyggd säkerhet där man efter behörighet får tillgång till olika funktioner i programvaran. Programleverantören erbjuder även utbildningar och serviceavtal. Ozongenerator Vi har valt en ozongenerator till vår pumpstation för hälsosammare arbetsmiljö. Avloppsvatten bildar nämligen illaluktande samt farliga gaser i form av ex. svavelväte. Vid tillräckligt höga halter är denna gas livsfarlig och förlamar luktsinnet. Därmed blir det omöjligt att avgöra om utrymmet är tillräckligt säker att vistas kring. Ett hygienisk gränsvärde är satt till 10ppm vilket innebär acceptabel arbetsmiljö under längre exponering. Eftersom generatorn även eliminerar lukt skapar det också en trevligare levnadsmiljö för närboende personer. Airmaid 2000T genererar ozon där mängden styrs med hjälp av en potentiometer. Ren luft tas utifrån, genom ozonatorn och förs vidare genom ett inkommande PVC-rör ner till sumpen. Därefter transporteras behandlad luft genom ett utgående rör där en kanalfläkt suger ut luften. Det renade luften är nu fri från svavelgas och innehåller endast vatten och koldioxid. 2000T är IP66 klassad vilket innebär att den är både damm och spoltätt. Jämfört med konkurrerande produkter ex. UV-rör erhålls en 100 % verkningsgrad vilket innebär att även efter 3000 timmars drift så uppnås en fullständig ozonproduktion medan UVröret har halverat sin egen produktion. Generatorn har en egen värmevakt som slår ifrån när det finns risk för överhettning. Ett mätdon ser till att ozonhalten hålls på lämplig nivå så att inte skador uppstår på elektronisk utrustning. Vi har valt att koppla in den till PLC för driftindikering som extra säkerhet. Användandet av ozontekniken förekommer främst inom livsmedels och läkemedelsindustrin men också inom rening av dricks- och processvatten. Ozon i högre halter i atmosfären ger irriterade luftvägar. Gränsvärdet satt av arbetarklasstyrelsen ligger på max 0.01 ppm i ett utrymme där en person vistas i åtta timmar. Generatorn överskrider aldrig ens halva värdet. 9

10 Säkerhet Säkerheten i en pumpstation är mycket viktig, där finns mycket el, i samband med vatten och i viss mån gas. Här är de åtgärder vi har vidtagit för en säkrare arbetsmiljö: Alla vägguttag är utrustade med jordfelsbrytare. Pumpstationen har ett närvarolarm som är kopplat till driftövervakningen. Larmet styrs via lyset. När lyset varit tänt i 30 minuter, måste man återställa det genom att släcka och sen tända igen. Görs inte detta går ett larm till övervakningen och indikerar att något är fel. Det finns en tydlig skylt vid motorerna som talar om att de är styrda på distans, och alltså kan gå igång när som helst utan förvarning. Det finns en nödstoppsknapp för pumparna monterad på apparatskåpet. Luckan till pumpsumpen är konstruerad så att det först är en lucka att öppna, sedan måste man även öppna ett galler för att få full åtkomst ner i pumpsumpen. Detta kräver alltså två steg, och minskar risken för att någon skulle falla ner i pumpsumpen. Vid eventuell nedstigning i pumpsumpen skall man alltid vara två personer närvarande. Det finns en balk fastsatt i taket för fästning av säkerhetssele som skall användas vid all öppning av luckan. Vid nedstigning i pumpsumpen skall man vara försedd med en gasmätare, som kan indikera på för höga halter gas. Vidare är det av stor vikt att alla som arbetar i pumpsumpen har fått genomgå en säkerhetsgenomgång om hur man skall arbeta där, samt en genomgång på hur man undviker och agerar vid elolyckor. Brutet Vatten Återströmningsskydd av Malmberg Återströmningsskydd använder man för att minimera risken för att förorenat avloppsvatten från pumpsumpen ska komma in i det kommunala vattennätet. Genom att bryta det inkommande vattnet med ett luftgap ska förorenat vatten inte komma in i vårt kommunala dricksvattensystem. Eftersom vi ibland kan behöva utföra spolningsarbeten med vatten från ledningsnätet för dricksvatten har vi valt att använda återströmningsskyddet Malmberg Brutet Vatten (brutet system klass 5). Med klass 5 menas det att det är en vätska som medför hälsorisk genom närvaro av mikroorganismer (enligt SS-EN 1717). Malmberg Brutet Vatten är en komplett enhet med styrutrustning, slang med handspolmunstycke och kulventil. Den styrs av en kombinerad tryck- och flödesvakt som även har inbyggt torrkörningsskydd, som extra säkerhet mot torrkörning finns en vippa monterad på pumpen. Den har en bra prestanda som passar vårt behov. 10

11 Funktionsbeskrivningar Ozongenerator 0ZO01 Objekttyp & dess ändamål Ozongenerator för nedbrytning av svavelväte, ammoniak samt lukter från avloppsvatten. Funktionsbeskrivning: OZO01 är monterad i pumpstationen. Den producerar ozon med hjälp av elektrisk urladdning för bättre arbetsmiljö. Larm: Summalarm = B-larm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 11

12 Nivåvippa, högnivå NVH0 Objekttyp & dess ändamål Nivåvippa, brädd Funktionsbeskrivning: NVH01 är en nivåvippa som är placerad i pumpsumpen för högnivålarm. NVH01 är placerad så att den slår till vid 5 meter. Vid högnivålarm då pumparna ej är i drift startas de automatiskt. Vid larm då pumparna är i drift utgår B-larm vid utlöst vippa. Om pumparna inte går är det A-larm. Larm: Signal högnivålarm. A-larm om pumparna ej är i drift eller startar vid högnivålarm. B-larm om pumparna är i drift. Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 12

13 Nivågivare NVG01 Objekttyp & dess ändamål Nivågivare i pumpsump Funktionsbeskrivning: NVG01 är en keramisk kapacitiv nivågivare som är monterad i pumpsumpen. Den är kopplad mot en PLC som styr start, stopp och Hz av pumparna PMP01, PMP02 och PMP03 genom frekvensriktare (FKR01, FKR02 och FKR03). Enheten för nivåmätning i pumpsumpen är meter (m). Till NVG01 finns huvudströmbrytare ansluten. NVG01 (9-30 VDC,4-20 ma) är en tryckgivare som mäter i nivåintervallet 0-10mVp. Tryckgivaren är placerad 20 centimeter över bottnen i sumpen. Larm: Givarfel: A-larm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 13

14 Flödesmätare FLM01 Objekttyp & dess ändamål Flödesmätare för utgående avloppsvatten Funktionsbeskrivning: FLM01 är placerad på den utgående avloppsledningen efter PMP01-03 och mäter det utgående flödet. En signal går till PLC där man kan avläsa flödet av avloppsvatten i m³/h. Flödet mäts med pulser i mätröret som är digitala insignaler, DI. Transmittern skickar en analog signal till PLC med flödet i m³/h. Flödesmätaren kan matas med Volt AC/ DC eller Volt AC. Larm: Mätarfel = B-larm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 14

15 Nivårelä NVR01 Objekttyp & dess ändamål Elektrodrelä för brädd i pumpsump Funktionsbeskrivning: ERH01 är ett elektrodrelä som är monterat i taket på pumpsumpen. Det är kopplat mot PLC:n och avger larm för och registrerar tid för bräddningen. Reläet slår till vid 6 meter (precis vid bräddning). Larm: Bräddning: B-larm om pumparna är i drift, A-larm om de ej är i drift. Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 15

16 Återströmningsskydd Brutet vatten Objekttyp & dess Återströmningsskydd, Brutet vatten ändamål Funktionsbeskrivning: Vattnet från återströmningsskyddet används för handtvätt, spolningsarbete och automatisk spolning av pumpsumpen. Volymen av vattentanken klarar flöden på 4,2mᶟ/h. Vattenförsörjning ansluts till den monterade magnetventilen. Vattennivån i behållaren regleras med magnetventil som styrs av nivårelä och nivåspröt. Pumpen styrs av en kombinerad tryck- och flödesvakt som har inbyggt torrkörningsskydd. Enheten matas med 230 V och pumpens motoreffekt är 0,9 kw. Övrig utrustning: En vippa monterad på pumpen ger extra säkerhet mot torrkörning. Larm: Summalarm = B-larm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 16

17 Avloppsvattenpump PMP01 Objekttyp & dess Avloppsvattenpump torruppställd i pumpstation ändamål Ekebo kapacitet ca 60m³/h Funktionsbeskrivning: PMP01 pumpar avloppsvatten från pumpsumpen i Ekebo till avloppsreningsverket i Björkebo. PMP01 har status som huvudpump vecka 1 och ska då hålla 1 meter nivå i pumpsumpen. PMP01 startar vid 2 meter och slår av vid 1 meter. Vecka 2 har PMP01 status som andra pump. Den startar vid 3 meter och stoppar vid 1,5 meter. Vecka 3 har PMP01 status som reservpump. Den startar vid 4,5 meter och stoppar vid 4,0 meter. Start och stopp regleras med nivågivare som är kopplad till PLC där nivåernas börvärden är inställda (AL). Följande är också kopplade till PLC: PMP01 är ansluten till en 3-stegs omkopplare (Hand-0-Auto). PMP01 är ansluten till en motorsäkring. PMP01 är ansluten till frekvensomriktare 1, FKR01. PMP01 är ansluten till en strömtransformator. Termokontakt är ansluten som vid för hög värme ger en intern brytning och ger ett obefogat stopp. PMP01 har kapacitet på 60³/h och effekt på 6,7kW. Larm: Fjärrmanöver: Fjärrinställning: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomformare = A-larm Start/Stopp Börvärde Auto (reglerad)/hand (fast) 17

18 Avloppsvattenpump PMP02 Objekttyp & dess Avloppsvattenpump torruppställd i pumpstation ändamål Ekebo kapacitet ca 60m³/h Funktionsbeskrivning: PMP02 pumpar avloppsvatten från pumpsumpen i Ekebo till avloppsreningsverket i Björkebo. PMP02 har status som andrapump vecka 1. Den startar vid 3 meter och stannar vid 1,5 meter. PMP02 har status som reservpump vecka 2. Den startar vid 4,5 meter och stannar vid 4,0 meter. PMP02 har status som första pump vecka 3. Den startar vid 2 meter och stannar vid 1,0 meter. Start och stopp regleras med nivågivare som är kopplad till PLC där nivåernas börvärden är inställda (AL). Följande är också kopplat till PLC: PMP02 är ansluten till en 3-stegs omkopplare (Hand-0-Auto). PMP02 är ansluten till en motorsäkring. PMP02 är ansluten till frekvensomriktare 2, FKR02. PMP02 är ansluten till en strömtransformator. Termokontakt är ansluten som vid för hög värme ger en intern brytning och ger ett obefogat stopp. PMP02 har kapacitet 60m³/h och en effekt på 6,7kW Larm: Fjärrmanöver: Fjärrinställning: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomriktare = A-larm Start/Stopp Börvärde Auto(reglerad)/Hand(Fast) 18

19 Avloppsvattenpump PMP03 Objekttyp & dess Avloppsvattenpump torruppställd i pumpstation ändamål Ekebo kapacitet ca 60m³/h Funktionsbeskrivning: PMP03 pumpar avloppsvatten från pumpsumpen i Ekebo till avloppsreningsverket i Björkebo. PMP03 har status som reservpump vecka 1. Den startar vid 4,5 meter och stannar vid 4,0 meter. Vecka 2 har PMO03 status som första pump. Den startar vid 2 meter och stannar vid 1 meter. Vecka 3 har PMP03 status som andra pump. Den startar vid 3 meter och stannar vid 1,5 meter. Start och stopp regleras med nivågivare som är kopplad till PLC där nivåernas börvärden är inställda (AL). Följande är också kopplade till PLC: PMP03 är ansluten till en 3-stegs omkopplare (Hand-0-Auto). PMP03 är ansluten till en motorsäkring. PMP03 är ansluten till frekvensomriktare 3, FKR03. PMP03 är ansluten till en strömtransformator. Termokontakt är ansluten som vid för hög värme ger en intern brytning och ger ett obefogat stopp. PMP03 har kapacitet 60m³/h och en effekt på 6,7kW Larm: Fjärrmanöver: Fjärrinställning: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomriktare = A-larm Start/Stopp Börvärde Auto (reglerad)/hand (fast) 19

20 Temperaturgivare TMP01 Objekttyp & dess ändamål Temperaturgivare för övervakning av temperatur i pumpstationens innerutrymme. Funktionsbeskrivning: TMP01 övervakar temperatur i pumpstationen. En analog insignal AI, skickas till PLC. Larm: Överskriden temperatur (40 0 c) = B-larm Underskriven temperatur (5 0 c) = B-larm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: 20

21 Processchema Frekvensomformare Fiberlänk ARV Manöverpanel, nivå Apparatskåp med PLC Pumpar ABS XFP 100 Ventilation Bräddning Recipient Nivårelä Utgående avloppsvatten Stigarledning Flödesmätare Inlopp Stgarrör Nivågivare

22 Planritning Pumpstation Ekebo 1. PMP PMP PMP Apparatskåp 5. Frekv. PMP Frekv. PMP Frekv. PMP Tvättställ 9. Brutet vatten 10. Man. flöde 11. Man. nivå 12. Temp 13. Insp.lucka 14. Ozonator 15. Belysning

23 Layout Apparatskåp PLC Strömmätare för pumpar 2. Drift - återställning indikation 3. Brytare: Hand-0-Auto 4. Nödstopp 5. Manöverpanel

24 Register I/O Digitala ingångar; DI DI 1. Auto PMP 01 DI 2. Frek.drift FR 01 DI 3. Larm FR 01 DI 4. Utlöst motorskydd PMP 01 DI 5. Auto PMP 02 DI 6. Frek.drift FR 02 DI 7. Larm FR 02 DI 8. Utlöst motorskydd PMP 02 DI 9. Auto PMP 03 DI 10. Frek.drift FR 03 DI 11. Larm FR 03 DI 12. Utlöst motorskydd PMP 03 DI 13. Larm, högnivå NVH 01 DI 14. Flödespuls FLM 01 DI 15. FLM 01 Larm DI 16. Nivårelä, bräddlarm NVR 01 DI 17. Brutet vatten, BRV 01 Summalarm DI 18. Ozonator, OZ 01 Summalarm DI 19. Närvarolarm, NVL 01 Digitala utgångar; DO DO 1. Start PMP 01 DO 2. Driftindikation PMP 01 DO 3. Stopp PMP 01 DO 4. Start PMP 02 DO 5. Driftindikation PMP 02 DO 6. Stopp PMP 02 DO 7. Start PMP 03 DO 8. Driftindikation PMP 03 DO 9. Stopp PMP 03 DO 10. Start, Omrörning OMR 01 Analoga ingångar; AI AI 1. Strömindikator PMP 01 AI 2. Strömindikator PMP 02 AI 3. Strömindikator PMP 03 AI 4. NVG 01 AI 5. FLM 01 AI 6. Temp Analoga utgångar; AO AO 1. Styrsignal PMP 01 AO 2. Styrsignal PMP 02 AO 3. Styrsignal PMP 03 24

25 Motorlista Motor- och instrumentlistor för pumphuset Ekebo OBJEKT EL-DATA STARTUTRUSTNING STYRSYSTEM ANMÄRKNING POS BENÄMNING DATA V kw A SIGNALBESKRIVNING PMP01 Avloppsvattenpump ABS XFP 100E CB-1 med motor PE-60/E Direktstart Y/D-start Mjukstart Frekvens Ström DI DO AI AO 60 mᶟ/h 400 6, X X X 3 Omkopplare placeras i AS1 Fjärr Omkopplare Digital in Digital out Analog in Analog out 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare 1 Termokontakt Startsignal Stoppsignal Driftindikering i processtavla 1 Strömmätning 1 Styrsignal PMP02 Avloppsvattenpump ABS XFP 100E CB-1 med motor PE-60/E 60 mᶟ/h 400 6, X X X 3 Omkopplare placeras i AS1 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare

26 1 Termokontakt 1 Startsignal 1 Stoppsignal 1 Driftindikering i processtavla 1 Strömmätning 1 Styrsignal PMP03 Avloppsvattenpump ABS XFP 100E CB-1 med motor PE-60/E 60 mᶟ/h 400 6, X X X 3 Omkopplare placeras i AS1 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare 1 Termokontakt 1 Startsignal 1 Stoppsignal 1 Driftindikering i processtavla 1 Strömmätning 1 Styrsignal NVG01 Nivågivare ABS MD m 1 Nivåsignal 4-20mA NVB01 Nivåvippa, hög nivå ABS KS 1 Högnivålarm FLM01 Flödesmätare Siemens BPS 5100 WNBR 120 6,3-250 mᶟ/h 1 1 Puls Larm 4-20mA 1 Flödessignal NVR01 Nivårelä MJK VAC/ 12VDC 1 26

27 BRV01 Återströmningsskydd Malmbergs Brutet vatten 4,2 mᶟ/h 1 Summalarm OZO01 Ozonator Interzon AirMaid- 2000T 160 mᶟ/h 1 Summalarm TMP01 Temperaturgivare MJK PT

28 Instrument- och maskinkostnader 3 stycken torruppställda pumpar med kapacitet 60m³/h per pump. ABS XFP 100E CB- 1 med motor PE-60/E. Pris kr/styck med horisontella stöd. 3 stycken frekvensomformare VACON 100 HVAC. Pris 7000 kr/styck 1 styck nivåvippa ABS KS. Pris 960 kr Styrsystem Cactus uniview. Pris 8000 kr Kommunikationssystem Fiberoptisk kommunikationsnät MODBUS. Pris kr Nivågivare ABS MD 126. Pris 4800 kr Flödesmätare Siemens BPS 5100 WNBR. Pris kr Brutet vatten Malmberg Brutet vatten. Pris kr Ozonator AirMaid 2000T. Pris kr Styrning och övervakning Connect från MJK. Pris kr Apparatskåp El. Pris kr Nivåelektroder till brädd. Pris 4000 kr Temperaturmätare Voltcraft K101. Pris 404 kr Temperaturgivare MJK PT-100. Pris 2500 kr Det sammanlagda priset för alla instrument som vi behöver till vår pumpstation slutar på kr. Men observera att detta bara är maskin och instrumentpriser. Det tillkommer kringutrustning vid installationerna samt rör, ventiler, säkerhetsutrustningar, inredningsdetaljer samt arbetskostnader.

29 Slutsats I vårt arbete med att ta fram ett ombyggnadsförslag för en pumpstation har vi förutom att försöka göra den så funktionell och modern som möjligt, även lagt stor vikt på att den ska vara energieffektiv och ha en bra arbetsmiljö. Detta uppnås genom att effektivisera processen och driften, exempelvis genom precis nivåmätning och frekvensstyrning av pumparna. Ur arbetsmiljösynpunkt har vi valt att ha torruppställda pumpar, bra säkerhetsrutiner samt en ozonator som renar luften från exempelvis farligt svavelväte. Som vår pumpstation nu är utformad är den säker att arbeta med, lätt att övervaka från distans eller på plats samt enkel att ställa om driften på. Vi känner att arbetet hade underlättats om vi hade fått tydliga förutsättningar att arbeta med, och inte starta med ett blankt blad som kräver mer av oss att fylla i än vad vi i nuläget har kompetens för. Vi har trots detta försökt göra det bästa av situationen men inser att rapporten inte stämmer helt in med hur man hade arbetat i verkligheten. Pumpstationer är intressanta att arbeta med, då det är mycket att tänka på. Drift, energiåtgång, arbetsmiljö, ekonomi och dimensionering. Det här projektet har gett oss en inblick i hur man arbetar kring detta. 29

30 Källförteckning ABS Group Siemens MJK Vacon Interzon Malmberg Modbus kommunikationssystem Cactus driftdatorsystem - Svenskt Vatten Företagspresentation och genomgång av pumphus av Jörgen från MJK Föreläsningsmaterial Projekt nr 4 30