SNÖFFLEBODA PUMPSTATION ISO Göteborgsgruppen 120229 1
Innehållsförteckning Förord... 3 Ekonomi... 4 Inköp i detalj... 5 Funktionsbeskrivning för pumpstation ISO... 9 Pumpen Pmp iso01... 9 Pumpen Pmp iso02... 10 Pumpen Pmp iso03... 11 Nivågivare i pumpsump LTU 701 Flygt Nivågivare... 12 Tryckgivare för renvatten till återströmningsskydd Trg iso01... 12 Återströmningsskydd brutet vatten. Zickert systems återströmningsskydd 4110... 12 Säkerhet... 13 Övrigt:... 14 OPERATÖRSPANEL DOP-AS35THTD... 15 Kopplingsschema... 16 PLC1Manöver Ingångar... 17 PLC Manöver Ingångar... 18 PLC Manöver utgångar... 19 PLC Manöver Analog Modul Ingångar... 20 PLC Manöver Analog Utgångar... 21 PLC Kommunikation... 22 Process schema... 23 Motor och instrumentlistor... 24 Planritning 120229... 25 Slutord... 26 Källförteckning:... 26 2
Förord... 3 Ekonomi... 4 Inköp i detalj... 5 Funktionsbeskrivning för pumpstation ISO... 9 Pumpen Pmp iso01... 9 Pumpen Pmp iso02... 10 Pumpen Pmp iso03... 11 Nivågivare i pumpsump LTU 701 Flygt Nivågivare... 12 Tryckgivare för renvatten till återströmningsskydd Trg iso01... 13 Återströmningsskydd brutet vatten. Zickert systems återströmningsskydd 4110... 13 Säkerhet... 13 Övrigt:... 14 OPERATÖRSPANEL DOP-AS35THTD... 15 Kopplingsschema... 17 PLC1Manöver Ingångar... 18 PLC Manöver Ingångar... 19 PLC Manöver utgångar... 20 PLC Manöver Analog Modul Ingångar... 21 PLC Manöver Analog Utgångar... 22 PLC Kommunikation... 23 Process schema... 24 Motor och instrumentlistor... 25 Planritning 120229... 26 Slutord... 27 Källförteckning:... 27 Förord 3
Vi är fyra stycken studenter som studerar Vatten och Miljöteknik, 400 YH poäng vid Yrkeshögskolan i Hallsberg. Detta är vårt fjärde projekt, där vi ska få en inblick i hur elen fungerar i industrin och hemmet. Vi har även fått ett projekt som vi ska lösa genom PBL metoden. Det här projektet går ut på att vi ska rusta upp en pumpstation som inte gjorts något vid sedan -70 talet. Nya pumpar och instrument skall installeras. Funktionsbeskrivning, processchema, motor och instrument listor samt planritning ska upprättas. Vi har även tagit fram ett elschema till pumpstationen. För att lösa och sammanställa denna uppgift så har vi använt internet, föreläsningar, kurslitteratur, studiebesök. Även genom samtal med vår handledare. Projektet kommer att redovisas i en projektrapport och även muntligt. Vi som har sammanställt denna rapport är: Projektledare: Andreas Falk Joakim Säll Christer Petersson Peter Yngersten Vår handledare har varit: Patric Lundfeldt Ekonomi Ekonomisk rapport över nybygget av Snöfleboda pumpstation i Sölvesborgs kommun. 4
Den lilla orten Snöfleboda står ju inför en nästan 50 procentig ökning av folkmängden i och med det omfattande nybygget av området slaken. Området förväntas bli populärt och en viss ny/ombyggnad behövs på flera samhällsbärande funktioner. Denna översikt gäller dock bara pumpstationen. Snöfleboda har idag knappt 1500 invånare och den pågående nybyggnationen gör att den förväntade folkmängden kommer att stiga till ca 2500 på ca 3-5 år, och kanske ännu mer på en 10 års period Den inkommande belastningen av spillvatten till pumpstationen har därför från början räknats till 50m3/h, för att då på sikt kanske öka till mellan 100-200m3/h. Kommunens budget var från början på 900 000kr för ombyggnationen av pumpstationen. Men då kommundirektör Filip Brändhage för en tid sedan avslöjades med en omfattande och länge pågående förskingring så har kommunen blivit tvungen att halvera budgeten till max en halv miljon kr. Planerna på en rejäl ombyggnad av pumpstationen blev följaktligen något nedtonade. Från den först planerade pumpkapaciteten på 360m3/h och med en kw på 15, har kommunledningen, med hänsyn till ovan nämnda incident, beslutat att byta pumpstorlek till en lägre pumpkapacitet på 100m3/h och 3,1kW per pump. Med detta byte sparar kommunen ca 55000kr per pump. Det är också kommunens fasta tro att den nya pumpkapaciteten ändå kommer att räcka i många år framåt. Vidare sparades ca 20 000 kr på att avstå från den först beställda separata ultraljudsbräddgivaren, till förmån för en typ av nivågivare (LTU 701) som även kan programmeras via PLC för larm om bräddning. Till sist kommer enligt beräkningar Sölvesborgs kommun på relativt kort tid även spara ytterligare många tusen kronor tack vare beställningen av den, på marknaden, ganska unika frekvensomvandlaren Flygt Pumpsmart PS200. Denna typ av frekvensriktare har flera extrafunktioner som normalt skulle innebära ökade kostnader med andra separata lösningar. T.ex. så har Snöfleboda pumpstation tre stycken torruppställda pumpar. Detta ökar risken för igensättningar. Flygt Pumpsmart PS200 har bl.a. ett torrkörningsskydd. Ett specialprogram finns med en spolningssekvens som utlöses när Flygt Pumpsmart känner en ökad belastning. Spolningen rensar pumphjulet från igensättningar. Förutom den bättre säkerhet detta medför, så minskar även antal kostsamma servicetillfällen. Vidare så behövs heller inga separata flödesmätare installeras. Flygt PumpSmart medger givarlös flödesmätning. Noggrannheten är på ±5% av nominellt värde. Slutnotan för de tekniska lösningarna och instrumenten i pumpstationen hamnade slutligen på ca 240 000kr. Inköp i detalj Tryckgivare Nipress Exac industriteknik AB 1st Pris: 1195 kr (Anledningen till att ha en tryckgivare på brutet vatten är för att det är bra att ha koll på vattentrycket i det område där pumpstationen står. Om någon kund ringer och säger att de 5
har dåligt tryck på vattnet så kan vi enkelt kontrollera det genom vår tryckmätare, om det gäller hela området eller om det är fel någonstans in till kunden.) Operatörs panel DOP-AS35THTD Matning 24VDC LCD 320*240 skärm med 65536 färger. Touchskärm 1M Flash minne 128K byte RAM 8 språk Pris: 3088 kr Kan visa: text, analoga objekt (siffror), digitala objekt(till/från, av/på) Avloppsvattenpump Flygt 3102. Nivågivare 3st. Pris: 45 000 kr styck Flygt LTU 701. 1st. Pris: 10 000 kr Återströmningsskydd Zickert systems 4110. 1st Pris: 18 000 kr PLC DVP20SX211R Matning 24VDC 8st digitala ingångar som även kan användas till pulsgivare. Realtids-klocka för frekvensprogrammering Expanderbar till 480 I/O 6st digitala utgångar 4st analoga ingångar 2st analoga utgångar. Pris: 2587 kr 6
Analog Expansionsmodul DVP04AD-S AI Matning 24VDC 4st analoga ingångar Pris: 1356 kr Analog Expansionsmodul DVP04DA-S AU Matning 24VDC 4st analoga utgångar Pris: 1970 kr Frekvensomformare FlygtPS200 Givarlöst pumpskydd -vid ett förinställt minflöde så stannar pumpen. Pumpar utifrån inställda start och stoppnivåer. Mäter pumpad mängd inbyggd flödesmätare. Rengöring en funktion som känner om pumpen går trögt och Startar en kontrollerad fram och backkörning av pumpen för att ta bort skräp Pris: 17000 kr st. Tre stycken inköpta 51000kr. Digital expansionsmodul DVP16SM11N Matning 24VDC 16st digitala ingångar Pris: 654 kr Termometer Acandia P8510 7
Termometer med inbyggd nätverksanslutning som skickar signal via modem till ARV som anger innetemperaturen. Pris: 1585 kr Närvarolarm: Agility GSM Trådlöst larmpaket 868Mhz *Menydrivet system som anpassar sig efter installerade enheter och moduler- ansluts till plc som via timer som skickar larm efter önskade inställningar i vårt fall larm vid intrång som sätts vilande när kod matats in sen ytterligare larm efter 30 min om inte kod matats in igen antingen för låsning eller för behov av mer tid. * Upp till 16 privatpersoner meddelas om larm eller fel i systemet via sms eller mail. * Innbyggt minne för historik angående händelser för t.ex. vem och när det larmats på eller av. * Fjärranslutning med mjukvara- gör det möjligt att styra och övervaka från ARV *Via SMS eller från ARV är det möjligt att fjärrstyra Agility, t.ex. för att frånkoppla systemet när t.ex. hantverkare eller tekniker behöver komma in i anläggningen men man inte vill lämna ut en kod. Pris: 6750 kr * Kompatibel med brandlarm: FSA-410 Rökdetektor Pris 750 kr Kommunikationsmodul IFD9507 Ethernet översätter språket från plc till modem Gånger 2 1 till pumpstation och 1 till ARV Pris: 1995 kr Fel! Ogiltig hyperlänkreferens.fel! Ogiltig hyperlänkreferens.fel! Ogiltig hyperlänkreferens.fel! Ogiltig hyperlänkreferens.fel! Ogiltig hyperlänkreferens.fel! Ogiltig hyperlänkreferens. Högtryckstvätt för enkel renhållning av pumpstationen. Pris: 1795 kr Brandsläckare Kolsyra 5 kg Brandsläckare med kolsyra. Lämpligare runt elektrisk utrustning Pris: 1049 kr 8
Funktionsbeskrivning för pumpstation ISO Avloppssvattenpump Flygt 3102 torruppställd i pumpstation Pumpen Pmp iso01 pumpar vatten från uppsamlingsplatsen (pumpsumpen) i Snöffleboda till Snöfflebodas reningsverks inloppspumpstation. 9
Pmp iso01 har status som första pump udda dagar i månaden. Den ska hålla 1,5 meter i pumpsumpen enligt inställda börvärden. Under jämna dagar har Pmp iso01 status som andra pump. Och startar då vid 4,8 meter och stannar vid 1,6 meter. Start och stoppnivåerna regleras av Nvg iso01 genom alarm till PLC och dess inställda värden för börnivå. Frekvensen på pumpen regleras av frekvensriktare Fkr iso01 genom PLC efter inställda värden för nivå. Den här frekvensriktaren (Flygt PS200) har inbyggd flödesmätare. Signalen från flödesmätaren ger Analoga insignaler (AI) till PLC och anges i m3/h. Digitala insignaler(di) ges via puls om 1puls/m3 pumpat avloppsvatten. Till Pmp iso01 finns 3 stegs omkopplare (hand-0-auto), motorsäkring, strömtrafo och frekvensomformare anslutna. Termokontakt-intern brytning ger obefogat stopp (Hög temp i motor). Termokontakten är en termisk vakt som känner om motorn blir för varm. Ändrar då från NC till NO. Skickar en digital larmsignal till PLC. Pmp iso01 har en kapacitet av 100m3/h och en effekt av 3,1 kw Larm: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomformare= A-larm. Hög temp motor, termokontakt har brutit, 1:a larm= B-larm. 2:a larm= A-larm Fjärrmanöver: Start/stopp Fjärrinställning: Börvärde, Auto (reglerad), hand (fast) Pumpen Pmp iso02 pumpar vatten från uppsamlingsplatsen (pumpsumpen) i Snöffleboda till Snöfflebodas reningsverks inloppspumpstation. Pmp iso02 har status som första pump jämna dagar i månaden. Den ska hålla 1,5 meter i pumpsumpen enligt inställda börvärden. 10
Under udda dagar har Pmp iso02 status som andra pump. Och startar då vid 4,8 meter och stannar vid 1,6 meter. Start och stoppnivåerna regleras av Nvg iso01 genom alarm till PLC och dess inställda värden för börnivå. Frekvensen på pumpen regleras av frekvensriktare Fkr iso02 genom PLC efter inställda värden för nivå. Den här frekvensriktaren (Flygt PS200) har inbyggd flödesmätare. Signalen från flödesmätaren ger Analoga insignaler (AI) till PLC och anges i m3/h. Digitala insignaler(di) ges via puls om 1puls/m3 pumpat avloppsvatten. Till Pmp iso02 finns 3 stegs omkopplare (hand-0-auto), motorsäkring, strömtrafo och frekvensomformare anslutna. Termokontakt-intern brytning ger obefogat stopp (Hög temp i motor). Termokontakten är en termisk vakt som känner om motorn blir för varm. Ändrar då från NC till NO. Skickar en digital larmsignal till PLC. Pmp iso02 har en kapacitet av 100m3/h och en effekt av 3,1 kw Larm: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomformare= A-larm. Hög temp motor, termokontakt har brutit, 1:a larm= B-larm. 2:a larm=a-larm Fjärrmanöver: Start/stopp Fjärrinställning: Börvärde, Auto (reglerad), hand (fast) Pumpen Pmp iso03 pumpar vatten från uppsamlingsplatsen (pumpsumpen) i Snöffleboda till Snöfflebodas reningsverks inloppspumpstation. 11
Pumpen Pmp iso03 har status som reservpump om Pmp iso01 eller Pmp iso02 skulle haverera. Den ska då kunna gå in som första pump alternativt andra pump. Beroende på vilken status den havererade pumpen har. Värdena för start och stopp är de värdena som gäller för Pmp iso01 alternativt Pmp iso02 beroende på vilken pump den ersätter. Start och stopp nivåerna regleras av Nvg iso01 genom larm till PLC och dess inställda värden för nivå för den pump den ska ersätta. Frekvensen på pumpen regleras av frekvensriktare Fgr iso03 genom PLC efter inställda värden för nivå.( Pumpen ska regleras efter vilken pump den ersätter.) Den här frekvensriktaren (Flygt PS200) har inbyggd flödesmätare. Signalen från flödesmätaren ger Analoga insignaler (AI) till PLC och anges i m3/h. Digitala insignaler(di) ges via puls om 1puls/m3 pumpat avloppsvatten. Till Pmp iso03 finns 3 stegs omkopplare (hand-0-auto), motorsäkring, strömtrafo och frekvensomformare anslutna. Termokontakt-intern brytning ger obefogat stopp (Hög temp i motor). Termokontakten är en termisk vakt som känner om motorn blir för varm. Ändrar då från NC till NO. Skickar en digital larmsignal till PLC. Pmp iso03 har en kapacitet av 100m3/h och en effekt av 3,1 kw. Larm: Frekvensfel, uteblivet svar frekvensomformare= A-larm. Hög temp motor, termokontakt har brutit, 1:a larm= B-larm. 2:a larm = A-larm Fjärrmanöver: Start/stopp Fjärrinställning: Börvärde, Auto (reglerad), hand (fast) Nivågivare i pumpsump LTU 701 Flygt Nivågivare Nivågivare Nvg iso01 (24v, 4-20mA) nivåsändarenhet är en HART programerbar nivågivare för mätning av en vätskenivå. Den är monterad 1 dm från botten i pumpsumpen. Den är kopplad till en PLC som styr start, stopp 12
och Hz av pumparna Pmp iso01 och Pmp iso02, Pmp iso03 genom frekvensriktare Fgr iso1 och Fgr iso02, Fgr iso03. Måttenheten som nivågivaren mäter i är meter (m). Till Nvg iso01 är huvudströmbrytare och voltmeteruttag anslutna. Nvg iso01 är en tryckgivare som mäter i intervallet 0-4,9 meter. Pumpsumpen är 5 meter och tryckgivaren är som nämnts ovan, monterad 1dm från botten. Nvg iso 01 kan ställas in för larm vid bräddning. Den ska larma vid 4,9 meter (precis vid brädd) Hög-nivå-larm utgår vid 4,7 meter vilket är A-larm om pumparna står stilla. B-larm om pumparna är i drift. Larm: Givare fel = A-larm Signal= bräddlarm Fjärrmanöver: Fjärrinställning: Tryckgivare för renvatten till återströmningsskydd Trg iso01 Trg iso01 är placerad på inkommande renvatten till pumpstationen och mäter vattentrycket. Signalen från Trg iso01 ger AI till PLC och anges i bar. Återströmningsskydd brutet vatten. Zickert systems återströmningsskydd 4110 Vattnet kommer att användas för handtvätt, spolningsarbeten och automatisk spolning av pumpsumpen. Volymen på vattentanken är 75 liter och klarar flöden vid 3 bar på 5,8 m3/h. I vattentanken sitter en nivågivare som styr öppning och stängning av magnetventilen. Trycket till slangen skall alltid kontrolleras före spolningsarbeten. Det gör man genom att avläsa manometern som sitter på tryckkärlet. Enheten matas med 230V och pumpens motoreffekt är på 1,5kW. Övrig utrustning: Bräddavlopp till evakueringskärl Torrsugningsskydd (finns inbyggt i återströmningsskyddet) 2 uttag för spolning. Larm: Summalarm= B-larm Säkerhet 13
Säkerheten för personal som regelbundet ska kontrollera pumpstationer, och den allmänna säkerheten är givetvis viktig. Innehavaren till en pumpstation är t.ex. skyldig att se till så elinstallationer är gjorda på sådant sätt att de ger en betryggande säkerhet för egendom, personer och husdjur. I pumpstationen måste det finnas jordfelsbrytare. Den känner av om det så att säga läcker ström. Så länge strömmen är samma, in som ut är allt bra, men om en strömskillnad uppstår så alstrar detta i sin tur en ström som uppsnappas av jordfelsbrytarens s.k. summaströmstransformator, vilken styr en mekanisk brytare och jordfelsbrytaren slår till, som en effektiv råttfälla! Vägguttag skyddas alltså via jordfelsbrytare, en för personskydd (30mA) och en för brandskydd (300mA). Vidare så är alla våra el-artiklar märkta med en IP-klass som indikerar graden av skydd mot åtkomst av strömförande delar. Det talar även om hur vatten och dammtätheten är. Vi har som lägst IP-44. Denna klass har man normalt bara utomhus, men en pumpstation bör ändå ha den klassen eftersom funktionen den har kan kräva det. ( IP-numrets andra siffra anger hur bra skyddet är mot väta, ju högre siffra desto bättre skydd). Det finns också huvudströmbrytare och voltmeter. Huvudströmbrytaren finns för att kunna stänga av matningen till automatskåpet. Voltmeteruttaget behövs för att personalen ska kunna se att man har full ström in i skåpet (via en omkopplare). Andra säkerhetsdetaljer är ett skyddsgaller. Detta sitter under luckan ner till pumpgropen. Det finns även en god belysning inne i pumphuset och ner till pumpgrop. Gasmätare som indikerar eventuella för höga svavelvätedoser har inte ansetts som nödvändig att installera, då all personal som ser till pumpstationer skall ha en bärbar gasmätare till hands. Vid arbete nere i pumpgrop skall det dessutom alltid vara två ur personalen på plats. Övrigt: 14
Pumpstationen har en stadsnätanslutning. Inne i pumpstationen finns en vanlig vattenslang för regelbunden manuell rengöring och den kopplas via återströmningsskyddet. Även en högtryckstvätt för extra rengöring finns att tillgå och är då kopplad på samma sätt. Återströmningsskyddet är ett s.k. brutet vatten. Renvatten från ledningsnät går in i återströmningsskyddet, vilket säkerställer att hälsofarligt avloppsvatten inte sugs in/blandas med renvattnet. En brandsläckare med kolsyra finns lätt tillgänglig. En lyftkätting är monterad i taket för t.ex. lyftning/utbyte av pump/annat. Det finns en termometer uppsatt (för det kan ju vara käckt att veta hur varmt/kallt det är ). Eftersom vissa instrument är temperaturkänsliga. Ett första hjälpen skåp sitter uppsatt en bit ovanför handfatet. OPERATÖRSPANEL DOP-AS35THTD Display för huvuddrift. Flödeskurva för respektive pump i realtid. Display för nivå av vatten i pumpgrop. Markeringar för auto-start av pmp2 och pmp3 vid höga flöden. 15
PMP1: 120229 NVG Orienteringsknappar för val inom huvudmeny. PMP1 PMP2 PMP3 start stop SYS: Huvudmeny och konfiguration/ inställningar för display inloggning, pumpar, larm, börvärde nivågivare historik etc. Snabbvalsknapp för att se historik, driftintervaller, och service information. Frekvensomvandlarens historik för resp. pump. Grön lysande lampa indikerar drift av pump. Röd lampa indikerar larm/stopp/fel. Start och stoppknapp för manuell på/avstängning för respektive pump PROGRAMVARA Utgivare: DELTA ELECTRONICS, INC. Programvara installerad: DOP-A serien Plattform: Microsoft Windows Vista Eller Windows 7. Version: Screen Editor V1.05.86 Utfärdat Datum: 2010-09-23 Storlek: 67.3 MB Övrigt: Multispråksversion 16
Kopplingsschema 17
PLC1Manöver Ingångar 18
PLC Manöver Ingångar 19
PLC Manöver utgångar 20
PLC Manöver Analog Modul Ingångar 21
PLC Manöver Analog Utgångar 22
PLC Kommunikation 23
Process schema 24
Motor och instrumentlistor MOTOR & INSTRUMENTLISTOR OBJEKT EL DATA STARTUTRUSTNING STYRSYSTEM ANMÄRKNING POS BENÄMNING DATA V kw A Direktstart Y/D-start Mjukstart Frekvens Ström- Fjärr- Omkopplare DI DO AI AO SIGNALBESKRIVNING PMP01 Avloppsvattenpump 1 100m3/h 400 3,1 6,7 x x x 3 Omkopplare placeras i AS1 Flygt 3102 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare 1 Termokontakt 1 Startsignal 1 Strömmätning 1 Styrsignal 1 säkring löst PMP02 Avloppsvattenpump 02 100m3/h 400 3,1 6,7 x x x 3 Omkopplare placeras i AS1 Flygt 3102 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare 1 Termokontakt 1 Startsignal 1 Strömmätning 1 Styrsignal 1 säkring löst PMP03 Avloppsvattenpump 03 100m3/h 400 3,1 6,7 x x x 3 Omkopplare placeras i AS1 Flygt 3102 1 Omkopplare i autoläge 1 Driftsvar frekvensomformare 1 Larm frekvensomformare 1 Termokontakt 1 Startsignal 1 Strömmätning 1 Styrsignal 1 säkring löst NVG Nivågivare 0-7m 24 LTU 701 4-20mA 1 nivåsignal TRG Tryckgivare 4-20mA 12-36 1 Larm Nipress Åters. Återströmningsskydd 230 1.5 1 Larm Zickert 4110 Nvl närvarolarm 24 1 larm Agility GSM 25
Planritning 120229 Återströmningsskydd Städutrustning (Högtryckstvätt) Handfat Pumpgrop Pmp3 Pmp2 Pmp1 Elskåp ENTRE Brandsläckare 26
Slutord Genom att arbeta med det här projektet har vi breddat vår kunskap om hur man går tillväga för att bygga om en pumpstation. Sökandet efter olika elektriska komponenter, pumpar m.m. har varit utmanande då vi alla är ganska gröna på detta område. Projektet har gett oss inblick i hur en PLC fungerar och kommunicerar och hur smidigt det är att kunna få en överblick på en skärm istället för att rent fysiskt behöva åka runt och besöka de olika pumpstationerna. Arbetet har varit väldigt givande och vi står nu bättre rustade för ett arbete inom VA-branschen. Vi vill tacka vår handledare Patric Lundfeldt för bra föreläsningar och feedback. Källförteckning: Föreläsningsmaterial, elektriker plus respektive instruments hemsida 27