Programul de masterat Inginerie Electrică [623186]

1

Universitatea Tehnică a Moldovei

Programul de masterat Inginerie Electrică

ELABORAREA ȘI IMPLEM ENTAREA
SISTEMULUI SCADA DE CONTROL
AL UNEI STAȚII DE TRATARE A APEI
POTABILE

Teză de master

Masterand: [anonimizat]: dr.conf. Ilie NUCA

Chișinău – 2017

2
Universitatea Tehnică a Moldovei
Facultatea de Energetică și Inginerie Electrică
Departamentul Inginerie Electrică

Admis la susținere
Șef departament dr.conf. Ilie NUCA
___________________________
„__”____________________ 2017

ELABORAREA ȘI IMPLEM ENTAREA
SISTEMULUI SCADA DE CONTROL AL
UNEI STAȚII DE TRAT ARE A APEI
POTABILE

Teză de master

Masterand :____________ (Eugen Nicorici )
Conducător: ___________ (dr.conf. Ilie Nuca )

Chișinău – 2017

3
DECLARAȚIE

Subsemnatul (a) ____________ ___________ declar pe p roprie răspundere că lucrarea de
față este rezultatul muncii mele, pe baza propriilor cercetări și pe baza informațiilor obținute din
surse care au fost citate și indicate, conform normelor etice, în note și în bibliografie. Declar că
lucrarea nu a mai fos t prezentată sub această formă la nici o instituție de învățământ superior în
vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori didactic.

Semnătura autorului, __________

4
UNIVERSITATEA TEHNIC Ă A MOLDOVEI
FACULTATEA ____________________ _________________ _________ _
PROGRAMUL DE MASTERA T____________________ ____ _____________

AVIZ
La teza de master

Tema ____________________ ____________________ ____________________ __________________
____________________ ____________________ ____________________ ___________________ ____
____________________ ______ Masterand: [anonimizat](a) ______________ ___gr.________________ ________
1. Actualitatea temei _______________________________________ ________ __________________
________________________________________________________ ________ ______________ _____
2. Caracteristica tezei de master _______________ _______________________ ___________________
___________________________________________________________________________________
_____________________________________________ _______________________________ _______
3. Analiza prototipului ____________________ _______________________ _____________________
____________________ ____________________ ____________________ ____ __________________
____________________ ____________________ ____________________ ____ ____________ _______
4. Estimarea rezultatelor obținute ______________ ____________________ ______________________
____________________ ____________________ ______________ ____________________ _________
______________________ ____________________ ____________________ ____________ _________
____ ____________________ ____________________ ______________ ____________________ _____
5. Corectitudinea materialului expus ___________ ____________________ ______________________
____________________ ____________________ _____________ ___________ ________ ___________
6. Calitatea materialului grafic ________________ _______________________ ___________________

5
_____________________________________________________ ___________ ___________________
7. Valoarea practică a tezei ___________________ ______________________ ___________________
_____________________________________________________ ___________ ___________________
8. Observații și recomandări ___________________ ______________________ _____________ ______
_________________________________________________________________________________ __
_____________________________________________ ______________________________________
9. Caracteristica masterandului și titlul conferit ___ _______________________ _____ _____________
___________________________________________________________________________________
_____________________________________________ ______________________________________
Conducătorul
Tezei de master :______________________ _______________________ ______________________
(funcția, titlul științific), (semnătura, data), (numele, prenumele)

6
REZUMAT
Teza conține: 70 pagini, 31 ilustrații, 3 tabele, 12 surse bibliografice
Cuvinte cheie: Sistem SCADA , dispecerat local , remote c ontrol, rețea de comunicare, PLC-
Master, PLC -Slave .
Obiectul de st udiu: Sisteme SCADA pentru supravegherea și gestionarea staților de tratarea
apei potabile
Scopu l general al tezei: Crearea unui sistem SCADA de monitorizare și comandă a stație de
tratare a apei potabile .

În această lucrare sa pus p roblema realizări unui sistem SCADA care va micșora costurile de
intreținere, va spori eficiența energetică și va contribui la ridicarea calități apei potabile . Sistemul
SCADA va avea posibilități flexibile la schi mbările tehnologiei de control, ce va contribui la
ridicarea eficienței stației de tratare a apei.

Prezenta lucrare include:
Indentificarea fiecărui sistem în parte și descrie rea rolul ui și funcționalitatea fiecărui . Se
determină tipul sistemului SCADA conform cerințelor impuse în caetul de sarcină .
Realizarea topologiei de comunicație într e Sistemul SCADA Superion (Master) și Sistemele
SCADA Inferioare (Slave) , se aleg ec hipamentele Hardware , și S oftwa re.
Realizarea interfețelor grafice pentru Sistemul SCADA S uperior (cu rol de monitorizare și
comandă) , și se stabilesc condițile de comandă .
Realizarea și i mplementarea sistemului SCADA s-a efectua t la solicitarea companiei
„Elsaco ” Botoșani, România , în colaborare cu compania „Salonix ” Chisinau.

7
ABSTRACT
This project contain : 79 pages , 31 illustrations, 3 tables, 20 bibliographical sources
Keywords : SCADA systems , local dispatch , remote control, communication network , PLC –
Master, PLC -Slave.
The object of study : SCADA systems for superv ision and management of water treatment
plant.
The aim of the project :. Creating a SCADA system for monitoring and co ntrol of water
treatment plant.

In this project put the question of achievements of a SCADA system that will reduce
mainten ance costs, increase energy efficiency and will contribute to the quality of drinking water.
The SCADA system will have flexible opportunities to change control technology, which will
contribute to raising the efficiency of water treatment plant .

This project includes :
Each system identification and description of the role and function of each. SCADA system
type is determined according to the Caeté load requirements imposed .
Achieving communication between SCADA system topology (Master) and SCADA systems
(Slave) are selected equipment Hardware and Software.
Making graphical user interfaces for SCADA system (with the role of monitoring and control),
and established control condition.
Creation and implementation of SCADA system was conducted at the company's r equest
„Elsaco ” Botoșani, România, in collaboration with „Salonix ” Chisinau.

8
CUPRINS
INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 10
1. DESCRIEREA GENERALĂ A STAȚIEI DE TRATARE A APEI ȘI CERINȚELE
SISTEMULUI SCADA ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 11
1.1. Descrierea generală ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 11
1.2. Descrierea părților componente ………………………….. ………………………….. ………………. 11
1.2.1. Sistemul de captare a apei ………………………….. ………………………….. …………………… 12
1.2.2. Sistemul de Pre -oxidare ………………………….. ………………………….. ……………………….. 14
1.2.3. Sistemul de Filtrate ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 16
1.2.4. Sistemul de clorinare ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 18
1.2.5. Sistemul de prepar are și dozare Reactivi ………………………….. ………………………….. .. 20
1.2.6. Sistemul de retenție a apei provenită de la filtre ………………………….. …………………… 22
1.2.7. Stația de deshidratare ………………………….. ………………………….. ………………………….. 23
1.2.7.1. Decantorul lamelar ………………………….. ………………………….. ………………………… 23
1.2.7.2. Bazinul de omogenizare a nămolului ………………………….. ………………………….. … 24
1.2.7.3. Tratarea cu polielectrolit și omogenizarea ………………………….. ……………………… 25
1.2.7. 4. Prepararea soluției de polielectrolit ………………………….. ………………………….. …… 25
1.2.7.5. Filtrul presă ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 27
1.2.7.6. Deshidratarea mecanică. ………………………….. ………………………….. ………………… 27
1.3. Cerințele sistem ului SCADA ………………………….. ………………………….. ……………………. 28
1.3.1. Cerințele pentru Dispecerat Local ………………………….. ………………………….. ………….. 29
1.3.2. Cerințele pentru Dispeceratul Regional ………………………….. ………………………….. ….. 29
1.3.3. Cerințele pentru PLC-(Master) ………………………….. ………………………….. ………………. 29
1.3.4. Cerințele pentru PLC-(Slave) ………………………….. ………………………….. ………………… 29
1.3.5. Cerințele pentru rețeaua de comunicați ………………………….. ………………………….. ….. 30
2. REALIZAREA ARHITECTU RI ȘI ALEGEREA ECHIP AMENTE -LOR HARWARE ȘI
SOFWARE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 31
2.1. Arhitectura general ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 31
2.2. PLC-S Slave ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 33
2.2.1. Forajele ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 33
2.2.2. Stație de pre -oxidare ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 36

9
2.2.3. Stație filter rapide de nisip ………………………….. ………………………….. …………………….. 37
2.2.4. Stație pom pe intermediare ………………………….. ………………………….. ……………………. 38
2.2.5. Stație clorinare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 39
2.2.6. Stație de reactivi ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 40
2.2.7. Bazin retenție ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 41
2.2.8. Stație de deshidratare ………………………….. ………………………….. ………………………….. 42
2.3. Stație SCADA master PLC -D ………………………….. ………………………….. ……………………. 44
2.4. Dispeceratul Local ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 47
3. ELABORAREA INTERFEȚE I GRAFICE ȘI STABILI REA CONDIȚILOR DE CO MANDĂ 51
3.1. Sistemului SCADA LOCAL ………………………….. ………………………….. ………………………. 51
3.2. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Foraje. ………………………….. …………….. 54
3.3. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Bazinul de Preoxidare. ………………….. 57
3.4. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Filtrele Rapide de Nisip. ………………… 59
3.5. Ecranele și comanda echipamentelor pentru SPI ………………………….. ………………….. 63
3.6. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Statția de Clorinare ………………………. 65
3.7. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Stația de Reactivi …………………………. 69
3.8. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Bazinul de Retenție ………………………. 73
3.9. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Stația de Deshidratare ………………….. 75
CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 78
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 79

10
INTRODUCERE
Potabilizarea apei înseamnă eliminarea majorității componentelor organice, anorganice și
biologice prezente în apă, astfel încât apa obținută să corespundă normelor naționale și internaț ionale
referitoare la apa potabilă. Pentru a asigura aceste norme e cesar ca apă să parcurgă printr -un proces
tehnologic care va asigura reducerea componentelor organice, anorganice și biologice până la
normele standard elor în vigoare.
Obiectivul de stud iu reprezintă o stație de tratare a apei , acest obiectiv este complex și compus
din mai multe subsisteme care se întind pe suprafețe mari și distanțe considerabile între ele. Î n urma
exploatări îndelungate sa constatat că omul nu poate asigura o eficiență sporită, desemenea omul are
viciul de a greși, iar aceste greșeli pot duce la consecințe grave pentru utilizatori de apă potabilă. O
altă problemă este că p entru a monitoriza și a dirija cu toate aceste subsisteme care intervin în
procesul de tratare a ape i, e necesar de mult personal care generează costuri suplimentare.
Scopul principal al lucrării este de a studia etapele de tratare a apei potabile, iar ulterior de
proiectat și de implementat un sistem SCADA de gestionare și monitorizare în care interven ția
operatorului uman va fi doar în cazuri de mentenanță. Sistemul SCADA proiectat reprezintă un
sistem de generația a treia, de tipul structurat în rețea. La realizarea părții de comunicare, s -a apelat
la tehnologii moderne prin folosirea unei infrastruct uri de fibră optică la transportul semnalelor de
date conform protocolului TCP/IP. În funcționarea sistemului SCADA, pe lângă funcțiile principale
de control și comandă a elementelor, un aspect esențial în partea de analiză de proces constă în
interpretare a datelor înregistrate. Prin intermediul acesteia, se poate reprezenta grafic, în mod
selectiv, evoluția funcție de timp a valorilor mărimilor de proces precum și analiza parametrilor de
funcționare.
Sistemul SCADA va asigura :
– Posibilitatea de vizualizare, accesare și modificare a parametril or de funcționare a stației
– posibilitatea de înregitrare a informațiilor primite de la diferite echipamente, pentru o
analiză mai eficientă;
– control și monitorizare centralizate sau de la distanță;
– cost de operare redus ;
– utilizarea eficientă a resurselor și serviciilor; productivitate crescută;
– diagnosticarea rapida a alarmelor și a avariilor.
– Flexibil itate astfel încât să se adapteze în cazul schimbării tehnologiei de control .

11
1. DESCRIEREA GENERALĂ A STAȚIEI DE TRATARE A APEI ȘI
CERINȚELE SISTEMULUI SCADA
1.1. Descrierea generală
Urmează de a fi proiectat și implementat un sistem SCADA de monitorizare și control a stației
de tratare a apei din comuna Costești județul Agreș România. Acestă lucrare are ca scop reabilitarea,
modernizarea și extinderea stației de tratare a apei, se presupune de a fi extinsă până la un Debit
maxim de 240 m3/ora
Urmează de a fi proiectată o instalație de automatizare complet automată, conectată la sistemul
central SCADA, ce va permite funcționarea, controlul și monitorizarea întregii instalații aferente
procesului de captare, respectiv de tratare apă, cu personal minim.
Ca obiectiv se impune de a realiza un sistem SCADA complex pe întreaga staț ie de tratare a
apei, acest sistem trebuie sa satisfaca u rmatoarelor cerinte:
– Reprezentarea procesului folosind ecrane grafice;
– Monitorizarea și controlul complet al instalațiilor;
– Colectarea datelor din istoric – semnale analogice și digitale;
– Reprezentarea grafică a datelor din istoric;
– Rularea automata a une i rutine specifice, ce poate avea o executare în funcție de un semnal,
o condiție sau la un interval de timp cerut;
– Vizualizarea și luarea la cunoștință a alarmelor;
– Generarea rapoartelor pe baza datelor din istoric.
1.2. Descrierea părților componente
Stația d e tratare a apei va fi compusă din 8 sisteme, fiecare sistem îndeplineste o anumită
funcție în etapa de tratare a apei conform organigramei din (fig 1.1 ). În continuare se va descrie
fiecare sistem în parte.

12

Figura.1.1 Organigrama stație de tratare a ap ei

1.2.1. Sistemul de captare a apei
În aceată stație de tratatre a apei sunt prevăzute 8 foreje, pentru pomparea apei din bazinele
subterane. Toate forajele vor pompa apa de la o adincime de 200 metri, și vor fi echipate cu pompe
submersibile cu puteri de pînă la 7.5 kW . Pentru a asigura o fiabilitate ridicată e necesar de
monitorizat parametri de funcționare a forajelor, dar și parametri de calitate a apei pentru a asigura
o tratare corectă în următoarele etape de prelucrare .
Pentru o funcționare sigură, e nec esar de monitorizat următorii parametri:
– Presiunea apei la ieșirea din foraj. O valoare normală a presiunii va indică faptul că nu
există defecțiuni mecanice la pompă sau pierderi de presiune pe conducta de refulare. O

13
depășire a limitei prestabilite a pre siunii poate fi dăunătoare sistemului hidraulic. Pentru
monitorizarea precisă a parametrului și conversia valorilor într -un semnal electric se va
utiliza un traductor de presiune care va comunica direct cu PLC -ul si va furniza acestuia,
sub formă de semna l analogic, valoarea instantanee a presiunii.
– Debitul de pe conducta de refulare e necesar de monitorizat pentru a calcula doza necesară
de reactivi pentru următoare a etapă de tratare a apei , dar și pentru contorizarea volumului
de apă pompat . E necesae de utilizat un debitmetru electromagnetic de mare precizie montat
pe conducta de refulare.
– Nivelul apei în puț este important să fie cunoscut pentru a asigura protecția pompei la lipsa
apei. Acest parametru va fi monitorizat cu ajutorul unui traductor de nivel hidrostatic,
conectat la una dintre intrările analogice ale PLC -ului.
Pe lângă acești parametri, mai este necesar să cunoaștem câteva detalii despre calitatea apei
extrasă din foraj. Se va utiliza un controll er electronic, dotat cu un traductor de conductivitate și
Figura.1.2 Schema P&I a unui Foraj

14
un traductor de pH ce are în componență și un senzor de temperatură . Controllerul va transmite
informațiile culese către PLC -ul local printr -o magistrală de comunicații. Calitatea apei influențează
în mod direct ordinea de pornire a pompelor. Toate datele primite de la foraje se vor stoca la
dipeceratul local. Pe baza acestora se vor întocmi rapoarte, grafice , histograme, etc.
Pentru o bună funcționare a sistemului și pentru siguranța în e xploatare, se va monitoriza
permanent și parametrii energetici de la tablourile de foraje. PLC -ul aferent Forajelor va comunica
permanent cu centrala de măsură a energiei electrice, de unde va prelua date despre valorile
curentului, tensiunii, puterii active, reacti ve și aparente, frecvență, cos φ, etc.
În tablourile de distribuție ale forajelor se vor monta relee cu ajutorul cărora se va monitoriza
parametrii enegetici și starea protecțiilor. În cazul in care apar variații de tipul: subtensiune,
supratensiune, lips ă fază, asimetrie, inversarea succesiunii fazelor sau declanșarea protecțiilor
pentru circuitele electrice, PLC -ul va genera alarme la dispecerat și semnalizări locale prin
intermediul indicatorilor optici montați pe ușa tabloului.
Un alt parametru importa nt pe care PLC -ul local trebuie sa -l monitorizeze este numărul
orelor de funcționare al pompelor. În funcție de această valoare se vor alcătui și graficele privind
mentenanța echipamentelor și se asigură, pe cât posibil, o uzură uniformă a acestora.
1.2.2. Sistem ul de P re-oxidare
Structura instalației de automatizare de la Sitemul de Pre -oxidare este compus din Bazinul de
Pre-oxidare care este inclus în structura instalației de automatizare de la Stația de Reactivi. Practic,
toată logica de funcționare a echipamen telor de la bazinul de pre -oxidare depinde de informațiile de
la debitmetrele aferente forajelor transmise în SCADA și de cantitățile de soluții de reactivi
preparate și dozate în ca drul S tației de Reactivi .
Bazinul de Pre -oxidare este destinat eliminării hidrogenului sulfurat și oxidării compușilor de
fier și mangan din apa de la foraje. După pre -oxidare, coagulare și floculare, fierul, oxizii de mangan
și sulful coloidal vor fi reținuți în filtrele de nisip.
Prepararea soluțiilor de clor, de permanganat d e potasiu și a soluției de policlorură de aluminiu
se vor face la stația de clorinare, respectiv la stația de reactivi. Dozarea soluțiilor făcându -se sub
supravegherea sistemului SCADA ce monitorizează parametrii apei pentru tratare (Fig 1.3) .

15
Amestecul soluțiilor cu apa se va face prin intermediul agitatoarelor (mixer e) lente și rapide
comandate din sistemul SCADA. Amestecătoarele rapide și lente ce se vor monta la bazinul de pre –
oxidare vor funcționa cu turație variabilă.
Pentru reglajul turației celor șase agitatoare vor fi prevăzute convertizoare de frecvență. În
general, metoda de pretratare cu mixare mecanică utilizează ca referință parametrii de calitate a apei
brute (turbiditate, temperatură, e tc), în acest mod se poate stabili timpul de contact al apei cu soluțiile
de reactivi și turația mixerelor.
Valorile turației depind de temperatura apei (deoarece energia de mixare este proporțională
cu vâscozitatea, dependentă la rândul ei de temperatura apei) . La temperaturi mari ale apei se va
mări numărul de rotații ale mixerelor. Rotația mixerului din al doilea compartiment de floculare
trebuie să fie redusă astfel încât să nu producă distrugerea flocoanelor formate în primul
compartiment. Totuși, agi tatoarele vor trebui să asigure viteze de auto -curățire a suspensiilor depuse
(minim 0,4 m/s la radier) și realizarea unui timp de amestec > 90% din cel teoretic.
Figura.1. 3 Schema P&I a Bazinului de Pre -oxidare.

16
1.2.3. Sistemul de Filtrate
Filtrarea este un procedeu de eliminare a suspensiilor din apă ce constă în trecerea acesteia
printr -o masă de material poros denumit strat filtrant, ales în concordanță cu sursa de alimentare cu
apă și obiectivul propus. Filtrarea este utilizată ca ultimă treaptă (de limpezire) în obținerea apei
potabile.
Conform cerințelor referitoare la calitatea apei, pentru faza de filtrare se prevede ca apa
rezultată în urma procesului să aibă o turbiditate maximă de 0,5 FNU. Acest lucru se poate obține
prin reglarea debitului de apă ce tranzitează un filtru într -un ciclu de funcționare, în funcție de
valoarea turbidității, măsurată continuu. Astfel, este setată o valoare a debitului maxim pe care îl
poate prelucra filtrul într -un ciclu normal de filtrare.

Figura.1. 4 Schema P&I a Sistemului de Filtrare .
Apa rezultată din proces se va acumula în rezervorul de apă filtrată aflat sub cuvele filtrelor.
Din rezervor, apa va fi pompată cu ajutorul pompelor de transfer din Stația de Pompare Intermediară
(ob.506) către rezervoarele de stocare existente.
Debitmetrele 505.D.02 , 505.D.03 și 505.D .04 (Anexa 1 Coala 4) vor t rebui să sesizeze , că s –
a atins limita de debit impusă. Din acel moment, pe baza parametrilor obținuți de la senzorii și

17
instrumentațiile din câmp, PLC -ul va trebui să decidă ordinea în care cele trei filtre vor intra în
procesul de spălare sau, după caz, filtrul colmatat va fi izolat și va intra în așteptare. După încheierea
procesului de spălare, acesta va putea intra din nou în funcțiune.
Izolarea pentru întreținere și spălare sau reintrarea automată a unui filtru în procesul d e filtrare
se va face de către PLC prin generarea unor comenzi de deschidere sau închidere (digital output) ce
se vor transmit către mecanismele de acționare ale stavilelor de pe conductele de admisie a apei pre –
oxidate și electrovanelor cu reglaj de pe co nductele de evacuare a apei filtrate.
Sistemul SCADA va avea în vedere menținerea nivelului relativ constant al apei în filtru la
1,2m . Creșterea nivelului va fi o consecință a colmatării filtrului. Menținerea nivelului constant se
va face prin compensarea automată a variației sarcinii hidraulice. În acest sens, PLC -ul va sesiz a
creșterea de nivel și va introduce o mărime de reglaj a poziției electrovanei de pe conducta de
evacuare.
Un alt indicator prin care se poate determina gradul de colmatare al filtre lor este presiunea
apei filtrate în conductele de evacuare. PLC -ul colectează datele de la cei trei senzori de presiune
505.PL.01…505.PL.03 (Fig 1.4 ) montați pe conductele de evacuare și stabilește gradul de colmatare
a filtrelor în raport cu pierderea d e sarcină la trecerea prin materialul filtrant.
Spălarea filtrului se va face cu apă -aer ȋn contracurent, utilizând apă filtrată înmagazinată în
rezervorul de sub filtre. Pe durata spălării, pompele de transfer din Stația de Pompare Intermediară
ce pompeaz ă apa filtrată ȋn cele 2 rezervoare de înmagazinare existente, vor fi oprite.
Procesul automat de spălare va utiliza și alte echipamente ce se găsesc în structura altor
obiective din cadrul stației. Din această categorie fac parte:
– grupul de pompe de spăl are 2 active +1 rezervă Q=230m3/h, H=10mCA , acționate prin
intermediul convertizoarelor de frecvență, situate în incinta stației de pompare
intermediară. Apa de spălare va proveni din bazinul de apă filtrată situat sub cuvele filtrelor;
– două suflante având Q=922m3/h, Δp=400mbar , amplasate lângă clădirea Stație Filtre
Rapide de Nisip.
Controlul automat al procesului de spălare va fi condus de către PLC după un program
prestabilit. Momentul și prioritatea la intrare în procesul automat de spălare este stabil ită pe baza
următoarelor condiții care trebuie să fie îndeplinite, după cum urmează:
1. Valoarea turbidității apei filtrate se apropie de limita maximă admisibilă (0,5 NTU) ;

18
2. Pierderea de sarcină pe filtru atinge valoarea maximă setată;
3. S-a atins durata maximă de filtrare (24h vara/48h iarna);
4. S-a atins debitul maxim setat pentru fiecare filtru.
PLC-ul va controla procesul de spălare după cum urmează:
1. La îndeplinirea condițiilor specificate mai sus, decide izolarea filtrului colmatat prin
închiderea vanelor de admisie si evacuare. În funcție de gradul de colmatare, stabilește
timpii de spălare și debitele de aer și apă necesare.
2. Variația debitului de aer se poate realiza cu ajutorul convertizoarelor de frecvență prin
intermediul cărora se alimentează suflantele . Debitul de apă de spălare poate fi controlat
prin numărul de pompe aflate în funcțiune sau cu ajutorul convertizoarelor de frecvență.
3. Admisia aerului și apei de spălare se face prin deschiderea celor șase electrovane montate
pe conductele de admisie, cât e două pentru fiecare filtru. Pe conductele de admisie aer și
apă se monitorizează permanent debitele și presiunile iar în situația de depășire a unei
limite, PLC -ul reglează sau oprește suflantele și pompele.
Procesul tehnologic de spăla re se vor executa în două etape:
1. Spălare cu aer și apă ( 4 l/s, mp și un debit de aer de 16 l/s, mp) timp de circa 3 minute.
2. Clătirea se va face cu un debit de apă de 8 l/s, mp timp de cca. 10 minute.
Electrovanele de pe circuitele de admisie apă și aer pentru spălare filtr e se vor închide în timpul
procesului de filtrare apă și se vor deschide în cadrul procesului de spălare filtre în contracurent,
după închiderea stavilelor plane și a electrovanelor de reglaj, concomitent cu pornirea pompelor de
apă pentru spălare, respect iv a suflantelor.
La încheierea unui ciclu de spălare, filtrul se va menține în repaos timp de 30 minute, cu apă
în filtru. După terminarea secvenței de spălare, filtrul intră într -un ciclu nou de filtrare.
Timpii de spălare, orele de funcționare ale echip amentelor precum și debitele de aer și apă
utilizate în procesul de spălare vor fi înregistrate și stocate în sistemul SCADA. Pentru contorizarea
debitelor de aer și apă utilizate în timpul spălării filtrelor de nisip, pe conductele de refulare aer și
apă vor fi instala te debitmetre le 505.D.01, respectiv 506.D.01, și traductoare de presiune 506.PT.01,
respectiv 506.PT.02 (Fig 1.4 ).
1.2.4. Sistemul de clorinare

19
În practică, se utilizează mai multe metode de tratare a apei, bazate pe introducerea în proces
a unor su bstanțe chimice. Clorinare este cel mai răspândit procedeu de oxidare și dezinfecție a apei
potabile. Principiul de funcționare are la bază reacțiile chimice de neutralizare a unor substanțe
organice și anorganice dăunătoare pentru consum, pe care apa extr asă din F oraje le poate conține.
Coagularea -flocularea și filtrarea nu sunt condiții suficiente pentru ca apa brută să poată fi
declarată ca fiind potabilă. În acest sens, s -a proiectat o instalație tehnologică capabilă să funcționeze
autonom, să gestionez e, în mod automat procesul de dozare a soluției pe bază de clor și introducerea
acesteia în procesul de tratare.

Figura.1. 5 Schema P&I a Sistemului de Clorinare .
Prin realizarea unei dozări sigure se dorește încadrarea apei potabile în normele în vigoa re, o
doză prea mică de clor introdusă în proces nu garantează dezinfecția corespunzătoare a apei,
respectiv, o supradoză de clor scăpată accidental poate fi periculoasă pentru consumatori.
Stația de clorinare va fi controlată astfel încât să asigure în fi nal, dezinfectarea apei în
rezervoarele de stocare menținând o concentrație de clor rezidual în apa potabilă la un nivel setabil
de operator, măsurat la ieșirea din rezervor ( 0,5 mgCl 2/l ).

20
Principiul de dozare ales va fi acela de “buclă de reglare compus ă” utilizând ca parametri de
referință valorile a două mărimi monitorizate. Procesul de dozare se realizează pe baza debitului de
apă brută extrasă din foraje, și pe baza concentrației de clor rezidual detectat în apa tratată, pe
conducta de plecare spre c onsum .
În cazul în care, din diverse motive (lipsa comunicației între dispecerat și PLC -CL sau dintre
PLC -CL și tabloul local al instalației), automatizarea locală nu poate să primească valorile debitului
influent de apă brută, doza de clor se va stabili doar pe baza concentrației de clor rezidual. Acest
lucru fa fi posibil deoarece stația de clorinare va monitoriza acest parametru, traductorul fiind
conectat direct la tabloul de automatizare din furnitura stației.
Controlul automat al procesului de clorin are va fi condus de către PLC -ul master după un
program prestabilit. Procesul va porni automat numai dacă vor fi îndeplinite următoarele condiții:
– valoarea debitului influent (transmis de la dispecerat) nu scade sub o valoare minimă
prestabilită;
– valoarea presiunii de pe refularea pompelor booster se încad rează în limitele prestabilite, o
depășire a presiunii poate să apară ca urmare a unei defecțiuni în circuitul hidraulic;
– concentrația clorului rezidual se apropie de limita minimă setată;
– se confirmă asig urarea stocului de clor în rezervoarele de stocare prin informațiile
transmise de cele două cântare basculă;
– nu sunt interpuse alte interblocări de natură electrică sau mecanică.
Monitorizarea cantității de clor din rezervoarele de stocare a clorului gazos este importantă
pentru asigurarea în permanență a stocului necesar funcționării stației pe o durată de minim 30 de
zile. Se vor afișa la dispecerat statistici privind situația stocurilor și gradul de umplere a celor două
rezervoare (activ + rezervă). Moni torizarea poate fi posibilă cu ajutorul valorilor transmise de către
cele două cântare (Fig 1.5) .
Comanda automată a instalației de neutralizare a scăpărilor de clor în aer se va face de către
automatizarea locală a stației pe baza alarmei generate de sist emul de detecție din incinta stației de
clorinare. Tabloul de automatizare local, prin intermediul PLC -ului propriu, comandă pornirea celor
două pompe de recirculare. Un parametru important pe care PLC -ul local trebuie sa -l monitorizeze
este numărul orelor de funcționare al echipamentelor.
1.2.5. Sistemul de preparare și dozare R eactivi

21
Stația de reactivi este alcătuită din două linii distincte de dozare:
1. 508. IP.01 – instalație de stocare și dozare coagulant BOPAC, alcătuită din:
– Recipient de stocare policlorură de aluminiu cu o capacitate de 1000L, prevăzut cu senzor
de nivel cu ultrasunete. Se setează în SCADA, trei limite de nivel care condiționează
funcționarea instalației.
– Două pompe de dozare cu membrană cu regim de funcționare 1A+1R. Pompele de dozare,
prevăzute cu controller propriu, sunt comandate de sistemul SCADA prin intermediul
semnalelor digitale și analogice. Controllerul pompei este prevăzut cu afișaj, intrări/ieșiri
digitale și analogice. Controllerul pompei face automat reglajul debitului de reac tiv
introdus în proces, utilizând, ca referință, un semnal analogic primit de la PLC -PO.
2. 508.IP.02 – instalatie de preparare si dozare KMnO4, alcătuită din:
– O unitate de preparare automată care are în componență următoarele echipamente:
o sistem de doza re a pulberii de reactiv, format din pâlnie de dozare și dozator
cu melc. Nivelul de pulbere din pâlnie este monitorizat cu ajutorul unui senzor
capacitiv.
o recipient de preparare, echipat cu agitator acționat electric și senzor de nivel cu
ultrasunete. Adm isia apei în recipientul de preparare se face prin intermediul
unui ventil electromagnetic iar debitul de apă este măsurat cu ajutorul unui
contor cu generator de impulsuri.
– Două pompe de dozare cu membrană cu regim de funcționare 1A+1R
Funcționarea auton omă a procesului va fi posibilă ca urmare a implementări unui sistem de
automatizare locală care va asigura comanda echipamentelor și monitorizarea principalilor
parametri tehnologici ai procesului.
Sistemul va controla direct procesele de preparare a sol uțiilor de reactivi, utilizând ca mărimi
de intrare, valorile debitului și nivelelor provenite de la instrumentațiile din câmp. Sistemul
analizează valorile măsurate și generează comenzi de pornire sau oprire pentru pompele de dozare
și va introduce mărimi de reglaj. Pe baza acestor mărimi , controllerul pompei va face reglajul
propriu -zis al debitului de reactiv.
Doza se va stabi pe baza prescripțiilor tehnice elaborate de către tehnologul de proces,
raportată la un volumul de apă brută influent în bazinul de pre -oxidare. Sistemul SCADA central

22
(PLC concentrator) va însuma debitele instantanee de la foraje. În funcție de valorile obținute se vor
stabili cantitățile de reactivi ce urmea ză să fie introduse în proces.

Figura.1. 6 Schema P&I a Sistemului de D ozare și Preparare Reactivi .

1.2.6. Sistemul de retenție a apei provenită de la filtre
Sistemul de retenție este compus dintr -un bazin, iar p rocesul desfășurat în bazinul de retenție
este relativ simplu, însă pentru întregul proces are un rol important . Practic , bazinul de retenție este
dimensionat astfel încât să poată colecta întregul volum de apă reziduală provenită de la un ciclu de
spălare a filtrelor rapide cu nisip și supernatantul provenit de la stația de deshidratare.
Apa uzată, provenită de la spălarea filtrelor și supernatantul de la instalația de deshidratare
nămol vor fi admise gravitațional în bazinul tampon cu un volum util de cca. 77 mc. Volumul de
apă provenit de la o spălare va fi stocat temporar în acest bazin. Cele două pompe submersibile

23
asigură transferul unui debit constant de 12,6 mc/h timp de 7 ore în decantorul lamelar. Din acest
motiv s -a creat un program de spălare a filtrelor cu un interval de 8 ore între două spălări consecutive.

Figura.1. 7 Schema P&I a Sistemului de Retenție .
Funcționarea pompelor va fi condiționată în baza datelor fu rnizate de traductorii de nivel.
Bazinul va fi dotat cu mixere submersibile, pentru evitarea depunerii suspensiilor. Funcționarea
acestora va fi automa tă, pornirea/oprirea va fi controlată din SCADA t ot în raport cu nivelul din
bazin.
1.2.7. Stația de deshidratare
1.2.7.1. Decantorul lamelar
Apa colectată de la un nivel superior este trimisă gravitațional la bazinul de pre -oxidare iar
nămolul acumulat în decantor va fi evacuat periodic în bazinul de omogenizare, prin deschiderea
vanei acționate electric. Deschiderea vanei se va face autom at, după un program orar și va fi
condiționată de nivelul maxim din bazinul de pre -oxidare. La atingerea pragului maxim de nivel,

24
admisia nămolului nu mai este posibilă, astfel, electr ovana va rămâne închisă până la scăderea
nivelului din bazin.

Figura.1. 8 Schema P&I a Sistemului de Deshidratare .

1.2.7.2. Bazinul de omogenizare a nămolului
În bazinul de omogenizare se prevede monitorizarea în permanență a nivelului. Pe baza
nivelului se poa te determina volumul de nămol ce urmează să fie tratat cu polielectrolit și
deshidratat. În funcție de volumul calculat, se stabilește debitul pompei de dozare a soluției de
polielectrolit, respectiv timpul de funcționare al acesteia.
Se vor determina 4 praguri de nivel care vor determina funcționarea echipamentelor, și anume:
– limita minimă (LL) care să permită funcționarea mixerului și a pompei cu șurub ce
alimentează filtrul presă;

25
– limita de nivel (L) la care se va începe procesul de tratare cu polielectr olit și mixare;
– limita de nivel (H) la care se va înceape procesul de deshidratare;
– limita maximă de nivel (HH) la care nu se permite deschiderea vanei de evacuare a
nămolului din decantorul lamelar.
1.2.7.3. Tratarea cu polielectrolit și omogenizarea
Se va impune un program automat de funcționare, care va fi condiționat de nivelul nămolului
din bazin. Astfel, la atingerea pragului de nivel care permite începerea procesului de desh idratare,
se va iniția o comandă de pornire a mixerului din bazinul de omogenizare, c are se va face în avans
cu pornirea pompei de dozare a polielectrolitului. Mixerul va rămâne în funcțiune pe tot parcursul
procesului de tratare iar, după pornirea pompei de alimentare a filtrului presă, va avea un regim de
funcționare continuu sau intermi tent.
Limitele de nivel pentru pornire/oprire se vor configura pe baza rezultatelor obținute la
efectuarea probelor, deoarece, o estimare precisă a cantităților de nămol ce urmează să fie extras din
apa brută nu este posibilă. Având în vedere faptul că va lorile turbidității oscilează în funcție de
anotimp (de temperatura apei), operatorul va trebui să modifice valorile setate, optimizând astfel
procesul de deshidratare.
Pompa de dozare, cu debit reglabil manual, va funcționa temporizat și va asigura cantit atea de
soluție necesară tratării volumului de nămol ce se găsește în bazinul de omogenizare. Pornirea
acesteia fiind condiționată de nivelul minim minimorum din bazinul de stocare a soluției de
polielectrolit.
E necesar de configura t un program orar de f uncționa re a mixerului, condiționat pe baza
pragului minim de nivel în bazin, permițând acestuia să funcționeze câteva minute pe oră, pentru a
evita sedimentarea nămolului.
1.2.7.4. Prepararea soluției de polielectrolit
Instalația de preparare a soluției de poliele ctrolit va fi un echipament cu o furnitură standard,
echipat din fabrică cu tot ceea ce este necesar pentru desfășurarea procesului. Instalația are în
componență trei compartimente, și anume:

26
1. Compartimentul de dozare, alcătuit din pâlnia de dozare și un do zator cu melc acționat
electric. Pâlnia este un recipient prin care se face alimentarea manuală cu pulbere de reactiv,
dotată cu un senzor capacitiv care monitorizează nivelul minim de reactiv.
2. Recipientul de preparare este un rezervor în care se realizeaz ă amestecul dintre pulberea de
polielectrolit și apa, într -un interval de timp stabilit pe baza prescripțiilor producătorului de
reactivi. Apa este admisă în instalație prin intermediul unei electrovane cu solenoid.
Recipientul va fi prevăzut cu un agitato r acționat electric și senzor de nivel.
3. Recipientul de stocare este un rezervor prevăzut cu agitator și senzor de nivel în care se va
depozita soluția de polielectrolit, cu concentrația prescrisă, până când este aspirată de
pomp a de dozare și introdusă tre ptat în bazinul de omogenizare.
Procesul de preparare a soluției de polielectrolit se va desfășura după cum urmează:
– Pe tot parcursul ciclului de preparare, serv oventilul de transvazare va rămâne închis.
– Senzorul de nivel din bazinul de preparare indică nivelul minim. În acest moment, PLC -ul
va comanda începerea unui ciclu de preparare prin deschiderea electrovanei cu solenoid
care permite admisia apei în rezervorul de preparare și care va rămâne deschisă până la
atingerea limitei maxime de nivel. La dep ășirea limitei minime de nivel, intră în funcțiune
mixerul din bazin care va funcționa continuu pe toată durata ciclului. Odată cu mixerul
pornește și dozatorul cu melc și va funcționa pe o durată de timp prestabilită.
– După terminarea ciclului, se oprește mixerul vertical din bazinul de preparare apoi, va porni
mixerul din bazinul de stocare și se va deschide servoventilul de transvazare, permițând
soluției preparate să fie colectată gravitațional în bazinul de stocare.
– Funcționarea servoventilului de trans vazare este condiționată de două limite de nivel din
bazinul de stocare. La terminarea ciclului de preparare, în momentul atingerii nivelului
minim intermediar în rezervorul de stocare, se deschide servoventilul și va începe
transvazarea. Acesta se va înch ide la atingerea limitei maxime și va rămâne închis până la
următoarea comandă de deschidere dată din SCADA.
– Mixerul din bazinul de stocare va funcționa un timp de 30 de minute după terminarea
transvazării, după care va porni periodic pe durata stocării. La atingerea limitei de nivel
minim -minimorum, acesta nu va mai avea permisiunea să pornească.
Funcționarea procesului de preparare va depinde de mai mulți factori:

27
– nivelul nămolului din bazinul de omogenizare. Prin calculul volumului de nămol necesar
să fie tratat în bazinul de omogenizare, sistemul SCADA va stabili cantitatea de soluție de
polielectrolit necesară tratării nămolului.
– nivelul pulberii de polielectrolit din pâlnie. La atingerea nivelului minim, se va genera o
alarmă în SCADA prin care se va semnaliza faptul că instalația de preparare trebuie
alimentată.
– durata unui ciclu de preparare. În funcție de concentrația dorită, în conformitate cu
prescripțiile producătorului de reactiv utilizat în stație, se va stabili un interval de timp în
care se r ealizează amestecul. La expirarea timpului alocat, în care soluția este amestecată
continuu, se consideră că soluția este pregătită de utilizare.
– concentrația soluției. Se vor efectua probe de dozare iar pe baza rezultatelor obținute se va
temporiza funcți onarea dozatorului cu melc.
1.2.7.5. Filtrul presă
Pomparea nămolului în filtru presă se execută în concordanță cu procesul de dozare și
omogenizare. Așadar, în momentul în care se consideră că nămolul a fost tratat și omogenizat
corespunzător iar limita de nivel p ermite, pompa cu șurub cu turație variabilă va începe să
alimenteze filtrul presă.
Condiții pentru funcționarea pompei :
– La atingerea pragului de presiune setat, pompa se va opri și va reporni automat la scăderea
presiunii;
– atingerea limitei minime de nive l în bazinul de omogenizare care permite funcționarea
deshidratării;
– o interblocare de natură electrică impusă de automatizarea filtrului presă printr -un semnal
transmis la PLC.
Astfel, pompa va putea pompa nămol în filtru până când, de la panoul local de comandă al
filtrului, se semnalizează că s -a atins presiunea la care începe închiderea filtrului sau că există o
avarie la echipamentele electrice.
1.2.7.6. Deshidratarea mecanică.

28
Ansamblul filtru presă -transportor hidraulic este un echipament comandat manual. Acesta are
în componență un sistem hidraulic acționat electric, pe baza comenzilor manuale accesate de către
operator ul uman de la panoul de comandă cu care este livrat echipamentul.
Procesul din cadrul filtrului presă este condiționat de valoarea presiuni i, citită cu ajutorul a doi
senzori interni. Astfel, se permite pomparea nămolului în corpul filtrului până la atingerea presiunii
de 20MPa, în acel moment filtrul se închide și intră în acțiune sistemul hidraulic de compresie care
va ridica presiunea până la valoarea de 35MPa. Prin acestă creștere de presiune se elimină conținutul
de apă (supernatant) din componența nămolului, rezultând o masă compactă sub formă de turtă. În
acest, moment compresia se oprește, nămolul comprimat putând fi evacuat din filtru , turta formată
ajunge pe banda transportoare și va fi direcționată spre containerul de la capătul liniei.
1.3. Cerințele sistemului SCADA
Se pune problema de a crea un sistem SCADA cu un singur echipament (PLC) decizional,
deoarece sistemele ce intervin în pr ocesul de tratare a apei depind nemijlocit unul de altul , sunt
amplasate la distanțe mari, și pentru o economie de cablu e necesar de realizat un sistem SCADA
de tipul “Disp ecerat L ocal – Dispecerat Regional – PLC-concentrator (Master) – PLC-uri locale
(Slave)”.

Figura.1 .9 Tipul sistemului SCADA

29
1.3.1. Cerințele pentru Dispecerat Local
– Dispecerat central va trebui să aibă posibilitatea de vizualizare, accesare și modificare a
parametrilor de funcționare a stației de tratare, în baza protocolului stabilit .
– Sistemul SCADA trebuie să asigure o utilizare continuă 24 h/zi.
– Sistemul SCADA nu trebuie să fie o parte din sistemul de control automat, deoarece în caz că
încetează să funcționeze, procesul trebuie să deruleze în continuare.
– Sistemul va trebui să fie flexibi l astfel încât să se adapteze în cazul schimbării tehnologiei de
control.
– Pe ecranele sistemului SCADA va trebui ară tate clar statusul curent al controlului părților
individuale din stația de tratare, inclusiv orice setare sau dată de măsurare instantanee.
1.3.2. Cerințele pentru Dispeceratul Regional
Dispeceratul regional se află la o distanță mare de stația de tratare a apei, și pentru o
comunicare cu dispeceratul se cere de a realiza un sistem de comunicare GPRS cu transmiterea
datelor, de producere a apei pota bile și consumul de energie, pentru analiza rentabilități stației de
tratare a apei.
1.3.3. Cerințele pentru PLC-(Master)
– PLC-(Master) va trebui să fie elementul decizional pentru stația de tratarea apei din cauza că
toate sistemele din stația de tratare a apei , depind una de alta.
– PLC-(Master) va trebui să fie strict dedicat echipamentelor SCADA
– Decizia de modificare a variabilelor din proces va fi luată la nivel ul de PLC-(Master)
concentrator și transmisă pentru execuție PLC -urilor locale.
1.3.4. Cerințele pentru PLC-(Slave)

30
– E necesar ca PLC -(Slave) să fie utilizate ca interfață între echipamentele din câmp și sistemul
SCADA
– Va trebui să puie la dispoziție PLC-(Master) date de la echipamentele de sub ordine.
– PLC-(Slave) trebuie să aibă un rol restrâns în luarea de ciziilor, deoarece, funcționarea
echipamentelor poate să fie condiționată de parametrii unor procese conexe, pe care PLC -Slave
nu le gestionează
1.3.5. Cerințele pentru rețeaua de comunicați
– Rețeaua de comunicație între PLC-Slave ți PLC-Master trebuie sa fie în i nel.
– Rețeaua de comunicație trebuie să fie redundantă.
– Rețeaua de comunicație va trebui să asigure distanțe mari de comunicare.

31
2. REALIZAREA ARHITECTURI ȘI ALEGEREA ECHIPAMEN TE-LOR
HARWARE ȘI SOFWARE
2.1. Arhitectura general
Conform cerințelor sa realizat o arhitectură SCADA cu 12 PLC -Slave, fiecare PLC -Slave are
o arhitectură internă de c omunicare cu echipamentele de câ mp, comunicarea cu aceste echipamente
se realizează în dependență de necesitatea procesului tehnologic care poate sa conțina protocoale de
comunicare ModBus, ProfiBus, Ethernet.
În fig 2.1 este prezentată arfitectura generală a întregei stați de tartare a apei, această arhitectură
este formată din 2 inele pentru a asigura o redundanță sporită.

Figura 2.1 Arhitectura generală a sistemului SCADA

Inel 1: PLC-D Dispecerat → PLC -CL Stație clorinare → PLC -F19 Foraj F19 → PLC -SPI
Stație de pompare intermediară → PLC -SD Stație de deshidratare → PLC -D Dispecerat.
Inel 2: PLC-D Dispecerat → PLC -F1 Foraj F1 → PLC -F20 Foraj F20 → PLC -F6 Foraj F6 →
PLC-F17 Foraj F17 → PLC -F11 Foraj F11 → PLC -F13 Foraj F13 → PLC -F14 Foraj F14 → PLC –
D Dispecerat.

32
Legătura intre sisteme se va realiza cu fibră optică, care va asigura distanțe mari de comunicare
dar și pierderi minime.
În tabelul 2.1 este prezentată fiecar e stație cu echipamentele componente .
Tabelul 2.1 Dispunerea echipa mentelor SCADA în cadrul staților
Nr Denumire Etichetă Locație Locație
echipame
nte Echipamente
1 PLC Master PLC-D Dispecerat Tablou
PLC-D CPU concentrator, comunicații pe
suport fibra op tică și GSM/GPRS.
2 PLC Slave 1 PLC-CL Clorinare Tablou
TD-CL HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
3 PLC Slave 2 PLC-F19 Foraj nou
F19 Tablou
TD-F19 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24V cc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
4 PLC Slave 3 PLC-SPI Stație de
pompare
intermediară Tablou
TD-SPI HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
5 PLC Slave 4 PLC-SD Stație de
deshidratare Tablou
TD-SD HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
6 PLC Slave 5 PLC-PO Stație de
preoxidare Tablou
TD-PO HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
7 PLC Slave 6 PLC-F1 Foraj reforat
F1 Tablou
TD-F1 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
8 PLC Slave 7 PLC-F20 Foraj nou
F20 Tablou
TD-F20 HMI, CPU, sursă de alim entare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
9 PLC Slave 8 PLC-F6 Foraj reforat
F6 Tablou
TD-F6 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
10 PLC Slave 9 PLC-F17 Foraj reforat
F17 Tablou
TD-F17 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
11 PLC Slave 10 PLC-F11 Foraj reforat
F11 Tablou
TD-F11 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică

33
12 PLC Slave 11 PLC-F13 Foraj reforat
F13 Tablou
TD-F13 HMI, CPU, sursă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică
13 PLC Slave 12 PLC-F14 Foraj reforat
F14 Tablou
TD-F14 HMI, CPU, su rsă de alimentare
230Vac/24Vcc, UPS, Baterie backup,
modul de comunicație fibră optică

2.2. PLC-S Slave
2.2.1. Forajele
Din punct de vedere al configurației stațiilor SCADA, atât cele destinate forajelor noi cât și
cele pentru forajele reabilitate vor fi dotate cu e chipamente cu funcții și tip constructiv similare. Ân
figura 2.1 este prezentată arhitectura de comunicație, cu echipamentele de control, comunicație și
vizualizare.

Echipamente stație SCADA Slave de la foraje:

Figura.2.2 Topologia de comunicație pentru stație SCAD A Slave de la foraje

34
1. CPU tip Siemens SIMATIC S7 -300, CPU 314C -2PN/DP COMPACT cu memorie de lucru 192
KBYTE, este un automat programabil de tip compact ce inglobează intrări și ieșiri digitale, intrări
și ieșiri analogice, comunicații.
I/O integrate:
– 24 intrări digitale
– 16 ieșiri digitale
– 4 intrări analogice
– 2 ieșiri analogice
Acest controller are următoarele funcții:
– preia date de la echipamentele din câmp și le trimite spre dispeceratul local prin i ntermediul
inelului de fibră optică;
– generează alarme în sistemul SCADA in caz de avarii la echipamentele monitorizate;
– transmite comenzile de la dispecerat către echipamentele din camp;
– stochează datele de funcționare ale echipamentelor (presiune, debite instantanee și
totalizatoare, nivel apă in foraj, parametric de calitate ai apei) în lipsa comunicației cu
dispeceratul până la restabilirea conexiunii.
– monitorizează parametrii energiei electrice la intrarea în tabloul electric pe care îi preia de
la cen trala de măsură și de la releul de supraveghere faze.
– contorizarea orelor de funcționare ale echipamentelor in vederea întocmirii graficelor de
mentenanță.
– asigură afișarea datelor și semnalizarea stărilor de lucru și avarie atât pentru echipamentele
de mă sură cât și pentru echipamentele comandate.

2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică este de tip
Allen -Bradley Stratix 5700, cu management. Acesta dispune de 4 porturi de
conexiuni RJ45 Ethernet 10/100Mbits/s prin care se realizează co municația în
protocolul Ethernet dintre automatul programabil și interfața HMI. Modulul mai
conține 2 porturi FX 100Mbit/s single -mode prin care se realizează comunicația
de tip inel redundant de fibră optică single mode între celelalte stații din câmp și

35
dispecerat. Rolul echipamentului este cel de a realiza comunicația dintre echipamentele din cadrul
stației, și dintre PLC -uri și dispecer.

3. Alimentare în curent continuu este alcătuită din
sursă 230Vac/24Vcc model SITOP PSU100L 24V/5A
stabilizată, sursa neîntreruptibilă model SITOP DC -UPS
și bateria SITOP battery module 24V/7Ah, au rolul de a
alimenta cu energie electrică PLC -ul, echipamentele
aferente și circuitele de comandă 24V din tablou.
Sursa neîntreruptibilă, cu ajutorul bateriei de backup vor av ea capacitatea să mențină
funcționare in regim normal a PLC -ului minim 1 ora in absenta tensiunii de alimentare. Dupa 1 ora
de functionare, echipamentul va mai putea funcționa încâ cel puțin 3 ore, cu menținerea serviciilor
strict necesare (regimul de ‘sle ep’). Ieșirea din regimul de ‘sleep’ se va face in mod automat în caz
de necesitate (efracție,suprapresiune etc) pentru un timp limitat, în care vor fi transmise către
dispecerat datele relevante.

4. Display – model Siemens Simatic HMI KTP600
monocrom, inte rfață locală de tip touch screen cu diagonala de
5,7” , montată pe ușa tabloului, oferă utilizatorului
posibilitatea să vizualizeze și să configureze o parte din
parametrii definiți în program în baza limitelor impuse prin
protocolul de autentificare.

5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei de
tip Hach Lange SC1000. Aceste se utilizează pentru
centralizarea, conversia și transmiterea către PLC a
semnalelor de la senzorii digitali situați în cabina puțului. În
cazul de față, acesta monitorizează t rei parametri și anume:
conductivitatea, pH -ul și temperatura apei. Echipamentul
deține 4 intrări analogice la care se vor conecta traductorii și

36
interfață de comunicație cu protocol Profibus prin care transmite la PLC valorile mărimilor
măsurate.
La stabi lirea criteriilor de selecție pentru echipamentele menționate mai sus am utilizat:
– cerințele beneficiarului exprimate prin caietul de sarcini și fișele tehnice;
– diagrama P&I ce reflectă procesul tehnologic și rolul echipamentelor de comandă si
control;
– schemele electrice detaliate.
2.2.2. Stație de pre -oxidare
În cazul bazinului de proxidare, alimentarea cu energie electrică se face din tabloul de
distribuție TD-PO care se află în incinta s tației de reactivi (obiect 508) . În acest tablou se va monta
și stația SCAD A “Slave” aferentă bazinului de preoxidare, denumită PLC -PO.

Figura.2. 3 Topologia de comunicație pentru stația de preoxidare
S-a configurat o arhitectură SCADA locală ce include echipamente hardware și software de
ultimă generație și o rețea complexă de comunicații care asigură transmiterea datelor de la

37
echipamentele din câmp spre centrul de achiziție de date situat la dispeceratul local iar de la acesta
către centrul regional de monitorizare a sistemelor de alimentare cu apă potabilă situat la Pitești.
Echipamente stație SCADA Slave de la bazinul de pre -oxidare:
1. CPU . (același echipament ca și la forje)
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei (același echipament ca și la forje)
2.2.3. Stație filter rapide de nisip
În cazul stației de filtre rapide cu ni sip, alimentarea cu energie electrică se face din tabloul de
distribuție TD-SPI care se află în incinta stației de pompare intermediară (obiect 506). Tot în acest
tablou se montează și echipamentele din componența PLC -SPI care controlează procesele ce se
desfășoară în mai multe obiective printre care și cel de la stația de filtre rapide de nisip.
Pentru supravegherea și controlul procesului tehnologic din cadrul Stației de filtre rapide de
nisip se alocă în cadrul PLC -SPI un număr de module de intrări și ie șiri care să permită integrarea
în sistemul SCADA a echipamentelor și instrumentațiilor, precum și a unui număr de intrări și ieșiri
de rezervă. PLC -ul utlizat de stația SCADA are capacitatea de prelucrare a datelor și va funcționa
după un program automat ce include și comenzile pentru echipamentele din stația de filtrare.
Intervenția operatorului uman fiind necesară doar în caz de avarie, mentenanță sau pentru efectuarea
unor probe.
Din planșa de arhitectură SCADA generală am extras arhitectura locală a stației SCADA
”Slave” PLC -SPI fig 2.4 .

38

Figura.2. 4 Topologia de comunicație pentru stația de filtre rapide de nisip
Echipamente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și la forje )
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a paramet rilor apei (același echipament ca și la forje)
2.2.4. Stație pompe intermediare
Din planșa de arhitectură SCADA generală pentru STAP Costești am extras arhitectura locală
a stației SCADA ”Slave” PLC -SPI (Vezi fig 2.5)

39

Figura.2. 5 Topologia de comunicație pentru stația pompe intermediare
Echipamente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și la forje)
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei (același echipament ca și la forje)

2.2.5. Stație clorinare
Conform cerințelor, pent ru supravegherea și controlul procesului tehnologic, s -a configurat un
ansamblu de echipamente alcătuit din unitate centrală de procesare (PLC) dotată cu un număr
corespunzător de intrări și ieșiri care să permită integrarea în sistemul SCADA a echipamente lor și
instrumentațiilor, precum și a unui număr de intrări și ieșiri de rezervă. PLC -ul utlizat de stația
SCADA are capacitatea de prelucrare a datelor și va funcționa după un program automat ce include
comenzile pentru echipamente. Intervenția operatorul ui uman fiind necesară doar în caz de avarie,
mentenanță sau pentru efectuarea unor probe. Automatului programabil i se atașează module de

40
comunicații, interfață grafică și cabluri de comunicații prin intermediul cărora se conectează toate
echipamentele di n stație cu sistemul SCADA general.
Din planșa de arhitectură SCADA generală pentru STAP Costești am extras arhitectura locală
a echipamentelor PLC -CL:

Figura.2. 6 Topologia de comunicație pentru stația de clorinare
Echip amente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și la forje)
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei (același echipament ca și la forje)
2.2.6. Stație de reactivi
Pentru supravegherea și controlul procesului tehnologic din cadrul stației de reactivi și a
bazinului de preoxidare, se propune un sistem de automatizare, dotat cu echipamente hardware și

41
software, capabile să funcționeze și să gestioneze procesul în mod automat. Intervenția operatorului
uman fiind necesară doar în caz de avarie, mentenanță sa u pentru efectuarea unor probe (Vezi Anexa
2, Coala 1 )..

Figura .2.7 Topologia de comunicație pentru stația de Reactivi

Echipamente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și l a forje)
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei (același echipament ca și la forje)
2.2.7. Bazin retenție
Pentru supravegherea și controlul procesului tehnologic, s -a configurat un ansamblu de
echipamente alcătuit din unitate centrală de procesare (PLC) dotată cu un număr corespunzător de
intrări și ieșiri care să permită integrarea în sistemul SCADA a echipamentelor și instrumentațiilor
prevăzute la punctul anterior, precum și a unui număr de intrări și ieșiri de rezervă.

42
În funcție de numărul de semnale de intrare și ieșire stabilite pentru echipamentele și
instrumentațiile aferente bazinului de retenție, se alocă în cadrul PLC -SD un număr de module de
intrări și ieșiri analogice și digitale.
PLC-ul utilizat are capacitatea de prelucrare a datelor și va funcționa după un program automat
ce include comenzile pentru echipamentele de la bazinul de retenție. Intervenția operatorului uman
fiind necesară doar în caz de avarie, mentenanță sau pentru efectuarea unor probe.
Din planșa de arhitectură SCADA generală pentru STAP Costești am extras arhit ectura locală
a stației SCADA ”Slave” PLC -SD:

Figura .2.8 Topologia de comunicație pentru Bazinul de Retenție

Echipamente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și la forje)
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametril or apei (același echipament ca și la forje)
2.2.8. Stație de deshidratare

43
În funcție de numărul de semnale de intrare și ieșire stabilite pentru echipamentele și
instrumentațiile aferente bazinului de retenție, se alocă în cadrul PLC -SD un număr de module de
intrări și ieșiri analogice și digitale.
PLC-ul utilizat de stația SCADA are capacitatea de prelucrare a datelor și va funcționa după
un program automat elaborat pentru comanda procesului tehnologic și menținerea acestuia în
parametrii stabiliți. Intervenția operatorului uman fiind necesară doar în caz de avarie, mentenanță
sau pentru efectuarea unor probe. Pentru îndeplinirea tuturor funcțiilor cerute prin caietul de sarcini,
automatului programabil i se atașează module de intrare/ieșire, echipamente de comun icații,
interfață grafică și cabluri de comunicații între stațiile SCADA .
Din planșa de arhitectură SCADA generală pentru STAP Costești am extras arhitectura locală
a stației SCADA „Slave” PLC -SD:

Figura .2.9 Topologia d e comunicație pentru stația de Deshidratare.

Echipamente stație SCADA Slave de la Filtrele rapide de nisip:
1. CPU . (același echipament ca și la forje)

44
2. Modulul (switch) de comunicație și conversie fibră optică (același echipament ca și la
forje)
3. Alimentare în curent continuu (același echipament ca și la forje)
4. Display (același echipament ca și la forje)
5. Controllerul de monitorizare a parametrilor apei (același echipament ca și la forje)
2.3. Stație SCADA master PLC -D
Se va monta tabloul electric p entru PLC -D, cu funcție de concentrator de date. PLC -ul
concentrator va dispune de o aplicație software capabilă să gestioneze întreg procesul, pe baza
informațiilor primite de la celelalte PLC -uri din subordine. El va analiza toți parametrii procesului
în baza algoritmelor de calcul și va transmite deciziile luate echipamentelor cu rol de execuție.
Pe baza informațiilor primite din puncte diferite ale procesului, se va realiza comparații între
valorile de intrare, valori intermediare și valorile de ieșir e din proces.
Rezultatul obținut din analiza valorilor se va transpune sub formă de grafice sau histograme
de proces și se va arhiva la dispecerat. Pentru a exemplifica procedeul descris anterior, vom analiza
procesul din linia apei, de la inițiere până la final.
– Debitul extras se monitorizează diferențiat pe fiecare foraj în parte. În acest scop se va putea
realiza o imaginație clară privind eficiența fiecărui foraj.
– Se verifică raportul dintre debitul extras însumat și debitul influent, măsurat cu ajut orul
debitmetrului, montat la intrarea în stație. În baza raportului se poate evidenția cât la sută
din debitul extras ajunge, în realitate să intre în procesul de tratare. Dacă PLC -ul constată
că valoarea procentuală a raportului scade sub o limită impusă , va genera o alarmă prin care
se aduce la cunoștință operatorului faptul că există o posibilă pierdere în sistemul de
aducțiune sau că unul dintre debitmetre este decalibrat și nu indică valoril reale.
– Se va putea efectua un calcul pentru verificarea eficienței stației de tratare, comparând
debitul influent, debitul de apă utilizat pentru spălare filtrelor și debitul de apă potabilă
contorizat pe conducta de efluent. După confruntarea datelor istorice și a rezultatului
obținut din calcul rezultă valori anormale, se pot lua măsuri de reparametrizare a proceselor
sau verificarea instalațiilor în scopul depistării eventualelor pierderi.

45
Metode similare de verificare se pot utiliza și în cazul managementului resurselor (reactivi,
energie electrică, etc).
În figura 2.1 0 este prezentată t opologia de comunicație pentru PLC -D Master

Echipamente stație SCADA Master:
– Autom atul programabil de tip Siemens din seria S7 -300, CPU 315 –
2PN/DP cu memorie de lucru 384 KB si un card MMC de 8MB.
Automatul dispune de două porturi RJ45 de comunicație prin protocol
Ethernet Profinet și un port RS485 pentru comunicație prin protocol
Profibus DP.

– Modul interfață pentru comunicație GSM/GPRS, Siemens model TIM3V –
IE, compatibil cu protocolul Sinaut ST. Rolul echipamentului este de
gestionare a schimbului de date ce se efectuează prin intermediul unui
modem GSM/GPRS. Modulul se atașează la automatul programabil iar
comunicația cu modemul se poate realiza prin intermediul unui port RJ45.

– Modem de comunicație 3G, Siemens, model Scalance M874 -3, asigură
comunicația dintre dispeceratul local și dispeceratul regional situat la Pitești.
Acesta e ste prevăzut cu antenă pentru montaj exterior și se conectează la PLC –
ul concentrator prin intermediul modulului de comunicație TIM3V -IE,
utilizând un port RJ45.

Figura.2. 10 Topologia de comunicație pentru PLC -Master.

46
– Două module de comunicație și conversie fibră optică Allen Bradley, model
Stratix 5700, manageriabil cod 1783 -BMS06SA prin intermediul căroră se
face posibilă comunicația pe suport de fibră optică între stația SCADA
“master” și stațiile SCADA “slave” dispersate în incin ta STAP și la foraje.
Un astfel de echipament dispune de 4 porturi de conexiuni RJ45 Ethernet
10/100Mbits/s prin care automatul programabil comunică prin protocolul
Ethernet, cu interfața HMI. Echipamentul are încorporate și 2 porturi 100Mbit/s SFP (Fast
Ethernet) prin care se realizează comunicația de tip inel redundant de fibră optică model
single mode între celelalte stații din câmp și dispecerat.

– Alimentare curent continuu avem un sistem alcătuit din sursă de alimentare 230Vac/24Vcc
model SITOP PSU100 L 24 V/5 A stabilizată, sursă neîntreruptibilă model SITOP DC -UPS
Module 15 și bateria SITOP battery module 24V/7Ah au rolul de a alimenta cu energie
electrică stația SCADA “master”. Sursa neîntreruptibilă, cu ajutorul bateriei de backup vor
avea capacitat ea să mențină funcționare in regim normal a PLC -ului, minim 1 ora, în
absența tensiunii de alimentare și timp de 3 ore în regim “sleep”.

– Aplicații software PLC-D va dispune de o aplicație software concepută să poată coordona
întregul proces, prin intermed iul celorlalte stații din câmp. Este principalul factor de decizie
pentru funcționarea procesului în regimul automat. PLC -ul interoghează cele 12 PLC -uri
“slave” aflate în subordine, pentru a afla date cu privire la stările echipamentelor și
parametrii pro cesului. Astfel, după analizarea datelor, poate solicita pornirea sau oprirea
echipamentelor din câmp și reglajul parametrilor.
Se va configura o listă de variabile SCADA ce urmează să facă obiectul schimbului de date
între cele două dispecerate. De princ ipiu, aceasta va conține :
– alarme și evenimente de importanță majoră;
– date privind stările de funcționare ale echipamentelor;
– valorile parametrilor de proces (debit, nivel, presiune, pH, temperatură, conductivitate, clor
rezidual,etc.);

47
– valorile consumuril or de energie electrică și a altor resurse utilizate în proces (reactivi, clor,
etc.);
– numărul de ore de funcționare a echipamentelor.
Lista propusă nu este închisă, existând posibilitatea modificării ulterioare, în scopul adăugării
sau reducerii numărulu i de variabile și a frecvenței de actualizare a acestora, software -ul SCADA
permițând acest lucru.
Pentru configurarea S7 -300 CPU și a modulului de comunicație TIM3V -IE se utilizează un
Software Sinaut Engineering V5.4. Se utilizează o licență pentru comun icație centralizată de tip
SINAUT care permite utilizarea routerului 3G în scopul asigurării traficului de date între sistemu l
SCADA local și cel regional.
2.4. Dispeceratul Local
Sistemul SCADA va fi un instrument de management operațional, respectiv va asigu ra
monitorizarea activității de rutină a stației de tratare a apei și pentru generarea informațiilor de
gestionare. În consecință, se vor integra în cadrul sistemului SCADA al statiei de tratare, semnalele
de monitorizare dar si semnalele pentru controlul parametrilor si utilajelor ce vor funcționa în cadrul
stației. Sistemul va fi flexibil astfel încât să se adapteze în cazul schimbării tehnologiei de control.

Echipamentele Hardware
Pentru dispeceratul local sau ales următoarele echipamente hardware:
– Stațiile de operare client , două sisteme HP ProDesk 400 G2 Microtower PC sau
echivalent, complet echipate cu periferice de intrare (mouse și tastatură) și de i eșire
(monitoare și imprimante). Utilizarea acestora oferă operatorului posibilitatea de

Figura .2.11 Topologia de comunicație pentru Dispeceratul Loca l

48
vizualizare, accesare și modificare a parametrilor de funcționare a stației de tratare, în baza
unui protocol prestabilit.
– Ecranele SCADA vor fi reprezentate pe două monitoare HP EliteDisplay E241i 24 -inch
IPS LED Backlit Monitor , atașate stațiilor de operare. Acestea vor fi de tip LCD realizate
cu tehnologie LED și vor ave următoarele specificații:
– Sistemul SCADA proiectat va rula pe două servere HP Z230 Small Form F actor sau
echivalent, pentru utilizare continuă 24 h/zi în regim 1 activ + 1 în rezervă caldă, fiind
alimentate din cadrul unei surse neîntreruptibile de energie.
– Switch industrial cu management, cu montaj în rack model TP -Link TL -SF1016, asigură
comunica ția internă în cadrul dispeceratului și comunicația dintre dispecerat și PLC -ul
concentrator.
– Sursa de alimentare de rezervă de tip UPS 230V, stabilizată, are rol de a asigura
funcționarea în parametri normali a echipamentelor și sistemului de comunicații pe o
perioadă de minim o oră, în cazul întreruperii alimentării cu energie electrică de la rețea.
S-a optat pentru un sistem alcătuit din două surse de alimentare cu dublă conversie, model
APC Smart UPS model XL300VA , la care se atașează un modul de back -up model
SUA48XLBP ce urmează să asigure un runtime de minim 60 de minute.
– Cabinet metalic pentru montarea echipamentelor, cu ușă transparentă și sistem de închidere
tip yală pentru a limita accesul persoanelor neautorizate. În interiorul său se vor amplas a
cele 2 stații server, switch -ul de comunicații, sursele de alimentare neîntreruptibile, un
sistem patch pannel și un bloc multipriză pentru alimentarea echipamentelor. Pentru o bună
funcționare a echipamentelor interioare, cabinetul va fi echipat cu vent ilatoare, filtre pentru
impurități și termostat. Dimensiuni (lățime*adâncime*înălțime): 600x600x42U.
Aplicații software
Nr
. Cod Denumire Descriere Cant.
1 6AV6371 –
1CA07 –
2AX0 WinCC/Server V7.2 Opțiune pentru activarea funcțiilor server,
necesară platforme i SIMATIC WINCC V7.2,
RUNTIME SOFTWARE, licență unică 2

49
2 6AV6381 –
2BP07 –
2AX0 WinCC SYSTEM
SOFTWARE V7.2,
RC 2048 Aplicație pentru configarea serverelor SCADA
disponibilă pentru 2048 de tag -uri, runtime și
configurare, software și documentații pe DVD,
cheie licență tip stick USB, meniu de utilizare în 5
limbi de circulație internațională
(DE,EN,IT,FR,SP), rulează sub WINDOWS XP
Professional SP3 (32 BIT), 7 PROF/ENT/ULT
+SP1 (32 BIT), 7 PROF/ENT/ULT +SP1 (64
BIT), SERVER2003 +SP2 (32 BIT),
SERVER2003 R2 +SP 2 (32 BIT), SERVER2008
+SP2 (32 BIT), SERVER2008 R2 +SP1 (64 BIT) 2
3 6AV6371 –
1CF07 –
2AX0 WinCC/Redundancy
V7.2 Licență pentru obținerea sistemului de servere
redundante compatibilă cu aplicația SIMATIC
WINCC V7.2, RUNTIME SOFTWARE
1
4 6AV6381 –
2CA07 –
2AX0 WINCC RT
CLIENT V7.2
RUNTIME Aplicație pentru configarea stațiilor operaționale
(client), software și documentații pe DVD, cheie
licență tip stick USB, meniu de utilizare în 5 limbi
de circulație internațională (DE,EN,IT,FR,SP),
rulează sub WINDOWS XP Pr ofessional SP3 (32
BIT), 7 PROF/ENT/ULT +SP1 (32 BIT), 7
PROF/ENT/ULT +SP1 (64 BIT), SERVER2003
+SP2 (32 BIT), SERVER2003 R2 +SP2 (32 BIT),
SERVER2008 +SP2 (32 BIT), SERVER2008 R2
+SP1 (64 BIT) 2
5 6NH7997 –
0CA54 –
0AA0 SINAUT
ENGINEERING –
SOFTWARE V5.4 Aplicație necesară pentru configurarea și diagnoza
automatelor programabile și modulelor de
comunicație din gama Sinaut și TIM 1
6 6NH7997 –
7CA31 –
0AA3 SINAUT SW
ST7CC V3.1 L Software care permite conectarea a mai mult de
12 stații Sinaut la WinCC 1
7 6NH7997 –
8CA31 –
0AA0 SINAUT SW
ST7CC V3.1 RED Licență pentru redundanță la conectarea stațiilor
Sinaut ST7 la WinCC 1
8 6AV6371 –
1DR07 –
2AX0 WinCC/Connectivit
y pack V7 .2 Pachet de drivere pentru comunicația de tip OPC 1
9 FQC-
08289 Microsoft Windows
7 Ultimate SP1
64bit Sisteme de operare pentru stațiile server 2
10 FQC-
08289 Microsoft Windows
7 Pro SP1 64 bit Sisteme de operare pentru stațiile client 2

50
11 AAA –
02769 Microsoft Office
2013 Licenta retail Home and Business, versiune 2013
32-bit/x64 English Medialess 4
12 KL1161O
BAFS -RO Kaspersky Anti –
Virus Licență retail, licenta valabila 1 an pentru 1
calculator. 4

51
3. ELABORAREA INTERFEȚEI GRAFICE Ș I STABILIREA CO NDIȚILOR
DE COMANDĂ
3.1. Sistemului SCADA LOCAL
Sistemul SCADA nu va fi parte a sistemului de control automat – dacă acesta încetează să
funcționeze pentru indiferent ce motiv, procesul nu va fi afectat și va continua să opereze automat
sub comanda dată de PLC -ul concentrator.
Pe ecranele sistemului SCADA se va arăta clar statusul curent al controlului părților
individuale din stația de tratare, inclusiv orice setare sau dată de măsurare instantanee. Aplicația
locală va fi implementată folosind software -ul Win C C, un mediu de dezvoltare a proiectelor ce
permite controlul și vizualizarea proceselor industriale . În SCADA (WinCC) este realizată o vedere
generală a întregului proces de tratare apă brută, corespunzatoare fluxului tehnologic fig 3.1.
Implementarea va avea următoarele funcționalități:
– Reprezentarea procesului folosind ecrane grafice;
– Monitorizarea și controlul complet al instalațiilor;
Figura 3.1 Interfața grafică generală a stației create în WinCC

52
– Colectarea datelor din istoric – semnale analogice ș i digitale;
– Reprezentarea grafică a datelor din istoric;
– Rularea automata a unei rutine specifice, ce poate avea o executare în funcție de un semnal,
o condiție sau la un interval de timp cerut;
– Vizualizarea și luarea la cunoștință a alarmelor;
– Generarea r apoartelor pe baza datelor din istoric.
În concluzie, aplicația este special proiectată pentru a comanda echipamentele existente în
instalație, pentru a le controla operațiile, pentru a extrage informațiile din datele istoricului și pentru
a gestiona opera țiunile de întreținere ale instalației.
Prin utilizarea protocolului de comunicație deschis, dispeceratul regional sau sistemele
SCADA din celelalte stații vor putea accesa date de interes din arhiva stocată la dispeceratul local
Costești, cum ar fi:
– listele de alarme și evenimente majore;
– situația consumurilor de reactivi;
– situația consumurilor de energie electrică;
– raportul dintre debitul influent (extras din foraje) și debitul efluent;
– graficele de mentenață pentru echipamente.
Pe lângă aceste date, dis peceratul local va trebui să transmită, în timp real, valorile nivelului
măsurat în cele două rezervoare de stocare a apei potabile precum și eventualele alarme generate în
cazul depășirii limitelor impuse. Aceste valori sunt vitale în procesul de furniza re a apei potabile
spre consum și vor fi preluate de către sistemul SCADA care gestionează funcționarea stației de
pompare.
În aceeași măsură, dispeceratul local Costeși va putea primi valorile debitului efluent necesare
pentru analiza de eficiență.
Sistem ul SCADA implementat va fi alcătuit din două sisteme server complet redundante, în
configurație server primar și server stand -by, cu montaj pe orizontală în rack. Serverul aflat în stand –
by va fi actualizat în permanență, sincronizarea făcându -se automat ș i, în caz de necesitate, va putea
prelua rolul de server primar în mai puțin de 30 de secunde.
Serverele de proces au următoarele funcții :

53
– Asigură comunicația dispeceratului local cu dispeceratul regional, utilizând un canal VPN
transparent, prin protoco l TCP/IP în tehnologie OPC .
– Achiziționeză datetele de la PLC -urile locale prin intermediul unui PLC concentrator (stația
SCADA master PLC -D) utilizând două canale de comunicație tip inel de fibră optică
redundant.
– Asigură procesarea datelor în timp real. Mărimile de proces (date din câmp) sunt
achizitionate cu rate de eșantionare diferite, în funcție de cerințele beneficiarului. Datele
sunt afișate în timp real, ciclul de achiziție fiind variabil în funcție de rata de modificare a
fiecărei mărimi de proces în parte.
– Managementul bazelor de date. Bazele de date conțin mărimi de proces și mesaje de alarmă,
avarie și evenimente, arhivate pe durata de minim 70 de zile. Se asigură accesul la bazele
de date pentru backup, arhivare și reimportul datelor.
– Asigurare a redundanței la nivelul funcțiilor stațiilor server, utilizând principiul
sincronizării după revenire (unul din servere funcționează în “rezervă caldă”).
– Stațiile server asigură conectarea a cel puțin două stații client.
– Stațiile server au capacitatea de achiziționare a minim 2048 de mărimi prin conexiuni
stabilite.
– Stațiile server nu vor fi utilizate ca și stații client.
– Funcționarea în regim redundant, fără intervenție umană în cazul căderii serverului activ.
– Dacă serverul activ întâmpină o eroare de co municație cu o zonă de proces, clienții vor
comuta automat, pentru conexiunea respectivă pe serverul în rezervă (Standby).
– Pentru ca un server să fie master trebuie să dețină monopolul conexiunilor active și să fie
funcțional hardware și software.
Prin i ntermediul monitoarelor cu diagonala de 24”, tehnologie LED, operatorul poate vizualiza
în timp real, sub formă de panou sinoptic, stările de funcționare ale echipamentelor.
În funcție de nivelul de acces, operatorul va avea posibilitatea de a vizualiza , vizualiza și
interveni sau chiar de a asiguara managementul sistemului. Există două regimuri de operare a
sistemului SCADA disponibile la nivel de dispecerat, cu posibilitate de comutare de la un mod la
celălalt prin intermediul panoului sinoptic:

54
– regimu l de comandă automat remote, coordonat de către PLC -ul concentrator, pe baza
programului specific. Acest regim permite operatorului doar vizualizarea procesului, fără
posibilitate de intervenție.
– regimul de comandă manual remote este coordonat tot de către PLC-ul concentrator însă,
oferă posibilitatea operatorului să intervină cu mărimi de comandă (poate forța pornirea sau
oprirea anumitor echipamente, în limita condiționărilor și interblocărilor impuse) sau cu
mărimi de reglaj (poate varia parametrii de fu ncționare ai echipamentelor în scopul
eficientizării procesului).
3.2. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Foraje.
La stația de foraj, apa brută se extra ge direct din foraj cu pompa submersibilă și prin conducta
efluent se transmite în bazin de preoxidare coagulare -floculare fig 3.1. Circuit ul de probe în conductă
efluent măsoară: pH, temperatura, conductivitatea apei. Centrala de măsură enerjie PAC 3200
măsoară parametri energiei electrice de alimentare ale pomp ei submersibil e. Toți acești parametri
sunt reprezentați în interfața grafică fig 3.2

Figura 3.2 Ecranul de vizualizare și comanda a unui foraj.

55
Fiecare foraj este echipat cu: Pompă submersibilă P.01 (P.02 – P.06 respectiv), Senzor de nivel
hydrostatic interior LI.01 (LI.02 – LI.06 respectiv), Senzor de presiune în conducta efluent PT.01
(PT.02 – PT.06 respectiv), Debitmetru electromagnetic în conducta efluent D.01 (D.02 – D.06
respectiv), Circuit de probe în conductă efluent SC.01 (SC.02 – SC.06 respectiv), Centrala de măsură
enerjie PAC 3200, toate sunt reprezentate în imaginile sistemului SCADA fig 3.2 . În fig 3.3 sa creat
o interfață în care sunt reprezentate toate forajele pentru o vizualizare de ansamblu pe foraje.

Întreg sistemu l SCADA este configurat să gestioneze modul în care se va asigura necesarul
de apă potabilă pentru localitățile pe care STAP Costești le deservește. În funcție de cerința de apă,
la un moment dat este posibil să intre în funcțiune mai multe pompe în acelaș i timp . Ordinea de
pornire este stabilită dupa 3 criterii:
– Numărul orelor de funcționare al fiecărei pompe;
– Nivelul apei în puț;
– Calitatea apei extrase;
Regimul „automat” este regimul de exploatare normală,
Figura 3.3 Ecranul de vizualizare a tuturor forajelor.

56
Regimul „manual” se va folosi cînd este nevoie intervenția operatorului de la dispecerat pentru
corectarea unor parametri sau a unui regim de funcționare,
Regimul „local” se va practica numai pentru probe sau în cazul nefuncționării comunicației
dispecer – puțuri.
Comanda puțurilor se face astfel:
– Com anda de pornire/oprire automată a pompei din puțul nr. ’’x ’’este dată direct de PLC –
ul din tabloul puțului CO -TD-Fxx, la solicitarea transmisă (prin linia de comunicație) din
tabloul de automatizare dispecer. Regimul „automat” se alege de la cheia automa t/manual
din tabloul puțului – CO-TD-Fxx.
– Puțul trecut pe „local” sau „deconectat” este ignorat de dispecer – este
considerat „indisponibil”.
– Pornirea se poate face numai cu îndeplinirea următoarelor condiții tehnologice și electrice :
– apa în puț la „nivel de pornire”. Prin „nivel de pornire” se întelege un nivel peste „nivelul
minim minimorum” de blocaj al pompei din puț. Aceste două nivele sunt sesizate de un
traductor de presiune hidrostatică ce se va monta în fiecare puț;
– dacă pompa nu este blocată de a varii electrice:
o lipsă tensiune la puț
o scurtcircuit / suprasarcină
Ordinea de pornire a puțurilor disponibile este dictată de dispecer și se face în funcție de
numărul orelor de funcționare: pornește primul puțul disponibil cu cel mai mic număr de ore de
funcționare. Contorizarea orelor de funcționare se face la nivelul PLC -ului aferent fiecărui foraj și
transmis PLC -ului de la dispecerat.
Oprirea de avarie se face la:
– atingerea nivelului minim minimorum în puț – nivel de protecție al pompei – nivel peste
nivelul de montaj al pompei;
– neîncadrarea parametrilor de calitate a apei în limitele admisibile;
– la avariile electrice specificate mai sus;
– la avarii neelectrice la pompă, stabilite prin lipsa presiunii de pe conducta de refulare.
Oprirea puțurilor se fac e în ordinea pornirii acestora.

57
Procesul poate fi condus de către automatizarea locală pe baza aplicației software proprii,
respectând condiționările impuse de program sau de interblocări de natură electrică sau mecanică.
În cazul în care procesul local de pinde de informații din exterior, PLC -ul va aștepta restabilirea
comunicației.
3.3. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Bazinul de Preoxidare.
Bazin ul de preoxidare și coagulare -floculare este echipat cu: 6 mixere (MI.01 – MI.06),
2 senzori de nivel hydro static (LS.01, LS.02) la linia 1, 2 respectiv, 2 senzori de switch nivel mimim –
minimorum (LS.03, LS.04) la linia 1, 2 respectiv. Toți acești parametri sunt reprezentați în interfața
grafică fig 3.4.

Dimensiunea impurităților din apa brută variază . O parte din aceste particule pot fi separate
prin sedimentare, iar o altă parte din impurități având dimensiuni și viteze de sedimentare prea mici
nu pot fi separate din apă pe această cale . Din acest m otiv este nevoie să se recurgă la agregarea lor
în particule mai mari, ce pot fi îndepărtate prin coagulare și sedimentare.
În conducta de refulare , prin cămin injecție, se dozeaza clorul de la stația de clorare OB.507
cu un continut de clor, în vederea cr esterii vitezei de oxidare a manganului și a materiei organice
oxidabile , precum și pentru eliminarea amoniului și a acizilor humici. Introdus în apă clorul
Figura 3.4 Ecranul de vizualizare a tuturor forajelor .

58
generează oxigen care acționează asupra substanțelor organice și microorganismelor, distrugându –
le. Prin aceasta procedur ă se asigur ă și o protec ție antibacterian ă permanent ă. Dozarea clorului se
face cu o pompa dozatoare care dozeaz ă proportional cu debitul apei care trece prin conducta în care
are loc dozarea.
Soluția de permanganat de potasiu KMnO 4 este un oxidant foarte puternic e dozat ă (stația
reactivi, OB.508) în mod continuu în bazină , pentru a menține capacitatea de a oxida. În combinație
cu clor se prelungește durat a de viață a materialului.
Pentru a minimiza timpul de s tagnare apei brute în bazin sunt folosite mixere MI.01, MI.02 ,
în care are ca scop oxidarea manganului și a materiei organice oxidabile, precum și descompunera
amoniului și a acizilor humici.
Policlorura de aluminiu BOPAC este un coagulant/floculant/ utilizat pentru tratarea apei
potabile . E dozat ă (stația reactivi, OB.508) în mod continuu în bazină. BOPAC -ul este amestecat cu
mixere MI.03…MI.06 pentru a minimiza timpul de s tagnare apei brute în bazin.
Din Bazin ul de preoxidare și coagulare -floculare apa, prin galerie de admisie a pă preoxidată,
curge prin gravitație în filtre rapide de nisip.
Regimul „automat” este regimul de exploatare normală, regimul „manual” se va folosi cînd
este nevoie intervenția operatorului de la dispecerat pentru corectarea unor parametri sau a unui
regim de funcționare, regimul „local” se va practica numai pentru probe sau în cazul diferitelor
disfuncționalități. Regimurile se vor alege de la selectoarele de pe ușa tabloului electric TD-PO.
Comanda agitatoarelor se face astfel:
– Comanda de pornire/oprire a utomată a unui echipament este dată direct de PLC -ul din
tabloul PLC -PO, la solicitarea transmisă (prin linia de comunicație) de la panoul dispecer
PLC -D. Regimul „automat” se alege de la cheia automat/manual aferentă echipamentului
de pe ușa tabloului el ectric TD-PO.
– Echipamentul trecut pe „manual” sau „deconectat” este ignorat de dispecer – este
considerat „indisponibil”.
– Pornirea se poate face numai cu îndeplinirea următoarelor condiții tehnologice și electrice:
– apa în bazin este peste „nivelul minim de pornire”. Prin „nivel minim de pornire” se înțelege
un nivel peste „nivelul minim minimorum” de blocaj al echipamentelor din bazin. Aceste

59
două nivele vor fi măsurate în cele 2 camere ale bazinului de cei 2 traductori de presiune
hidrostatică prevăzuți pe ntru montaj, câte unul pentru fiecare cameră;
– dacă echipamentul nu este blocat de avarii electrice:
o lipsă tensiune la tabloul electric
o scurtcircuit / suprasarcină
o avarie la convertizorul de frecvență
Oprirea de avarie se face la:
– atingerea nivelului minim minimorum în bazin – nivel de protecție al echipamentelor –
nivel peste cota de nivel a paletelor amestecătoarelor;
– la avariile electrice specificate mai sus;
– la avarii neelectrice la echipamente, prin blocarea paletelor amestecătoarelor.
Comanda echipame ntelor se poate face și în regim manual, prin SCADA, operând la nivelul
PLC-ului aferent Stației de Reactivi.
3.4. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Filtrele Rapide de Nisip.
Trei f iltre rapide de nisip sunt echipate cu: debitmetre electromagnetic e în conductă efluent
filtru 1 – 3 (D.02 – D.04 respectiv), senzori de nivel în cuvă fitru rapid 1 – 3 (LI.01 – LI.03 respectiv),
traductor de presiune în conductă efluent filtru 1 – 3 (PL .01 – PL.03 respectiv), s tavilă plană admisie
apă filtru 1 – 3 (SM .01 – SM.03 respectiv), e lectrovană ieșire apă din filtru 1 – 3 (VR .01 – VR.03
respectiv), traductor de nivel în Rezervor apă filtrată ( LI.04 ), Pompă bazin supraplin (P.01), Vană
cu solenoid circuit probe 1 – 3 (Vx .01 – Vx.03 respectiv), Traductor turbiditate probe (Tu .01),
Debitmetru electromagnetic în conductă admisie aer spălare (D.01), Electrovană aer spălare în filtru
1 – 3 (VM .01 – VM.03 respectiv) Debitmetru electromagnetic în conductă admisie apă spălare
(D.01), Electrovană apă spălare în filtru 1 – 3 (VM .04 – VM.06 respectiv).
Stația de filtre rapide de nisip conține trei filtre care sunt utilizat e pentru a curăț i rapid mizeria,
conglomerate, microorganismele și alte particule în suspensie .
Filtrarea constituie procedeul de limpezire avansată a apei, constâ nd în trecerea acesteia printr –
o masă de nisip denumit strat filtrant .
Nisipul are un triplu efect:

60
– activator de coagulare; materiile coagulate aglutinează în jurul fiecărei particule de nisip ;
– micșorează tensiunea superficială care mărește probabilitatea unirii particulelor și astfel
aglomerarea ;
– are un rol cheie în a lesta materiile coagulate acceler ậnd considerabil decantarea .
Funcționarea Filtrel or include două perioade :
– 1) funcționarea utila pentru filtrarea apei;
– 2) spălarea ( backwash ) materialul ui filtrant.
În prima perioadă (funcționarea utila) apa preoxidată, din galerie admisie prin stavilă plană
deschisă (SM.01 – SM.03) , organ de obturare a secțiunii de trecere a apei , trece în filtru 1 – 3. Apoi
din filtre rapide de nisip apa filtrată curge , prin gravitație, prin electrovană ieșire apă din filtru 1 -3
(VR.07 – VR.09), deb itmetru electromagnetic în conductă efluent filtru 1 – 3 (D.02 – D.04) , în
rezervor de apă filtrtă .
În caz, când nivelul, în rezervor de apă filtrată, depășește pragul prestabilit , automat se
pornește pompa Pompă bazin supraplin (505.P .01) și excesul de apă se trimi te în bazin tampon
namol .
Perioada a doua (spălarea ( backwash ) materialul ui filtrant) se incepe cu închiderea stăvilei
plană (SM.01 – SM.03) la anumit filtru care e nece sar de spălat și e lectrovană ieșire
(505.VR.07 – 505.VR.09 ) apă din filtru 1 – 3. Tehnologia de spălare filtru e descrisă mai jos.
Spălarea filtrelor rapide de nisip
Spălarea filtr elor este sarcina de a scoate grosimea materialului de filtrare (în special din
straturile sale superioare) a impurităților reținute în timpul filtrării.
Filtre rapide de nisip necesită periodic spălare inversă (reflux) a stratului filtrant
(backwashing) pentru îndepărtarea particulelor reținute și redistribuire a materialului de filtrare. În
procesul de spălare curenții ascendenți de aer și apă de spălare nisip în suspensie aduc la creșterea
volumul său. Această creștere a volumului este numită "expansiunea nisipului." Eficiența de spălare
depinde de raportul de expansiune de nisi p. Dacă suprafața de nisip în timpul filtrării, înnainte de
spălare, a luat poziția de nivel a_a, apoi prin spălare, suprafața masei tulbure de nisip, se ridică, și
susținută de curenți ascendente de aer și apă, are o poziție b_b. Extensia nisipului are lo c numai cu
condiția ca intensitatea de spălare depășește o anumită valoare critică pentru acest caz.

61
Rolul spălării inverse este de a reface eficienta patului filtrant, înlaturind particulele solide
retinute in timpul functionarii. Spălarea inversa a medi ului filtrant se realizeaza la intervale de timp
prestabilite, cu ajutorul unui flux de aer și apa ce strabate stratul filtrant .
Spălarea filtrelor este efectuată în trei etape.
Prima etapă . Operațiune a de spălare filtrul ui se începe cu purjare a de aer contracurent , ceea
ce conduce la șpălarea impurități lor, amenzi lor încărcaț e și amestecarea stratul ui inferior cu toate
strate de medi u filtrant. Aerul contracurent este eficient și nu determină extinderea unei sarcini pat
de nisip în același timp .
A doua eta pă. Spalarea cu aer -apă, cu refluxul de apă de mică intensitate , reduce cantitatea
impurităților reziduale în încărcarea filtrului și reduce consumul de apă pentru spălarea filtrelor .
Aerul contracurent este efficient, și în același timp , nu determină exti nderea unei sarcini pat de nisip.
A treia etapă . Materialul de filtrare este spălat cu refluxul de apă de mare intensitate. Scopul
acestei operații este de a desprinde boot-ul și a îndepărtați astfel murdăria, furnizând clasificarea
hidraulică straturi lor medi ului de filtrare.
Stația suflante . OB.506
Stația suflante este utilizată , la prima și a doua etapă (vezi pct.2.1.3.1), pentru refulare în mod
fiabil și eficient aer comprimat pentru a curăța cele trei filtre de nisip ale stației de filtrare rapide cu
nisip .
Debitul de aer și presiunea sunt reglate automat pentru a satisface cerințele celor trei filtre de
nisip. Aceste filtre trebuie curățate în mod regulat , în timp stabilit, cu aer de la suflante și apoi
limpezite cu apă de spălare de la stație de po mpare apa spălare OB.506 .
Stația de pompare apă de spălare. OB.506
Stația de pompare apă de spălare este utilizată , la a doua și a treia etapă (vezi pct. 2.1.3.1),
pentru spălare a finală a filtrelor.
Apa uzat ă de la sp ălarea filtrelor se colecteaz ă printr -un canal colector (acelasi pentru toate
filtre) și apoi ap a uzată este descarcat ă gravita țional în bazin retenție de la spălare filtre (OB.510)
amplasat în afara cladirii filtrelor .

62

Figura 3.5 Ecranul de vizualizare a stației de filtre rapide de nisip .
Comanda echipamentelor electrice de la stația de filtre se va face în 3 regimuri:
– local – de un operator uman, de la butoanele și selectoarele locale;
– manual – de un operator uman, de la dispecerat prin intermediul PLC -ului accesând
opțiunile dorite;
– automat – fără operator uman, de la PLC prin intermediul aplicațiilor specifice instalate.
Schimbarea regimurilor de funcționare, local – manual – automat, se va face local, de la
selectoarele prevăzute pe pupitre, respectiv pe tabloul electric.
În regim local, deciziile de pornire/oprire ale echipamentelor sunt luate de un operator uman,
la fața locului, la nivelul pupitrelor de comandă, acționarea făcându -se de la butoanele și selectoarele
prevăzute pe pupitre. În momentul efectuării comenzilor locale, op eratorul uman trebuie să țină cont
de condițiile din teren respectiv de nivelul apei din filtre, de gradul de colmatare a filtrelor de nisip
și de stările electrovanelor, ale pompelor de spălare filtre, respectiv ale sulfantelor.
În regim automat comenzile de pornit/oprit pentru echipamente vor fi luate din SCADA, la
nivel de PLC dispecerat, pe baza informațiilor primite de la senzori și în cadrul aplicației software
specifice.

63
În regim manual comenzile de pornit/oprit pentru echipamente se vor face din SCA DA, de
către operatorul uman de la dispecerat, acționarea făcându -se prin intermediul PLC -ului și PC -ului
de la dispecerat.
Regimul local va fi prioritar celorlalte regimuri.
Regimul automat este regimul de exploatare normală; regimul manual se va utiliza când se
dorește corectarea de către operatorul uman de la dispecerat a unor parametri sau regimuri de
funcționare pentru echipamente; regimul local se va practica numai pentru probe sau în cazul
nefuncționării comunicației cu dispeceratul.
Comanda echipame ntelor în regim automat se face astfel:
– stavile plane de pe circuitul de admisie apă pentru filtrare de la preoxidare – vor fi deschise
când se dorește filtrarea apei și se vor închide când se dorește izolarea filtrelor pentru
spălarea lor sau alte motive;
– electrovanele de reglaj de pe circuitele de ieșire apă filtrată – vor fi reglate funcție de nivelul
de umplere al cuvei cu nisip și de gradul de colmatare al filtrului; se vor închide când se
dorește izolarea filtrelor pentru spălare sau alte motive;
– electrovanele pe circuitele de admisie apă și aer pentru spălare filtre – se vor închide în
timpul procesului de filtrare apă și se vor deschide în cadrul procesului de spălare filtre în
contracurent, după închiderea stavilelor plane și a electrovanelor de reg laj, concomitent cu
pornirea pompelor de apă pentru spălare, respectiv a suflantelor;
– electropompa submersibilă din căminul de prea -plin – va porni în mod automat când
plutitorul din furnitură detectează un nivel al apei în cămin ce permite evacuarea apei;
– pornirea ciclurilor de spălare filtre, fazele I si II;
– echipamentele trecute pe manual sau „deconectat” sunt ignorate de dispecerat – vor fi
considerate „indisponibil”.
3.5. Ecranele și comanda echipamentelor pentru SPI
Stația de pompe intermediare este echipa tă cu : Traductor de presiune în conduct a refulare
pompe transfer (PT.03), Pompe 4 – 6 pentru apă spălare filtre (P.04 – P.06 respectiv ).
Stația de pompare itermediară este utilizată pentru pompare apei filtrate prin conduct a refulare
în camera de vane (OB. 509).

64

Figura 3.6 Ecranul de vizualizare a s tației de pompe intermediare.
Comanda echipamentelor electrice alimentate de la TD-SPI se va face în 3 regimuri:
– local – de la butoanele și selectoarele locale;
– manual – de la dispecerat, prin intermediul PL C-ului, accesând opțiunile dorite;
– automat – de la PLC, prin intermediul aplicațiilor specifice instalate.
Schimbarea regimurilor de funcționare, local – manual – automat, se va face local, de la
selectoarele prevăzute pe ușile tabloului electric. Tot pe ușile tabloului electric TD-SPI s-au
prevăzut montarea panourilor de comandă a convertizoarelor de frecvență. Acestea vor permite
trecerea în regim local a echipamentelor deservite de convertizoarele de frecvență, respectiv a
electropompelor și suflantelor pentru spălare filtre: 506.P.01 …506.P.03 respectiv 506.S.01 și
506.S.02 fig 3.6 . Astfel, operatorul uman va putea da comenzi la echipamentele respective, precum
și va putea stabili referințele pentru convertizoare.
În regim local , deciziile de pornire/o prire ale echipamentelor sunt luate de un operator uman,
la fața locului, la nivelul tabloului electric, acționarea făcându -se de la butoanele și selectoarele
prevăzute pe ușile tabloului. În momentul efectuării comenzilor locale, operatorul uman trebuie s ă
țină cont de condițiile din teren respectiv de prezența apei în instalație, nivelul apei din filtre, de

65
gradul de colmatare a filtrelor de nisip și de stările electrovanelor, ale pompelor de spălare filtre,
respectiv ale sulfantelor.
În regim automat comenzile de pornit/oprit pentru echipamente vor fi luate din SCADA, la
nivel de PLC dispecerat, pe baza informațiilor primite de la senzori și în cadrul aplicației software
specifice.
În regim manual comenzile de pornit/oprit pentru echipamente se vor face d in SCADA, de
către operatorul uman de la dispecerat, acționarea făcându -se prin intermediul PLC -ului și PC -ului
de la dispecerat.
Regimul local va fi prioritar celorlalte regimuri.

Figura 3. 7 Ecranul de vizualizare a suflantelor .

3.6. Ecranele și comanda e chipamentelor pentru Statția de Clorinare
Stația de clorare este echipată cu : Dozator automat de clor ( DZ.01, DZ.02) la bazin preoxidare,
Dozator automat de clor ( DZ.0 3, DZ.0 4) la: Rezervoare de stocare (1 – 2), Rezervor apă filtrată de
sub FRN, Pompă boos ter 1 (P.01) apă dozare clor la bazin preoxidare, Pompă booster 2 (P .02) apă

66
dozare clor la rezervor de stocare apă filtrată și rezervor (1, 2) de stocare apă potabilă, Pompă la
unitate automata de măsură a clor residual (P .03), Traductor de presiune (1, 2 ) (PT.01, PT.02
respectiv) în Conductă refulare pompă booster (1, 2) (P.01, P.02), Unitate de măsură clor rezidual
efluent stație (Aqua Processor M5702 С), Circuit de probe (SC.01) conductă efluent: Senzor de
măsură conductivitate (Q.02 ) și Senzor de măsură pH, temperatura (Q.03 ), Cântar electronic basculă
1 și 2 (WI.01, WI.02 respectiv) în camera de stocare butelii clor , Pompe neutralizare (P.IN.1, P.IN.2 )
scăpări de clor, Centrală de măsură energie PAC 3200 , Sistem de detectare și avertizare prezența
clor în aer ( Aqua Processor M5702C) : camera stocare butelii (Senz or 1), camera sistem dozare
(Senz or 2), Ventilatorului de evacuare aerului viciat (VE01 ).
La Stația de clorare (OB.507) se prepar ă soluția de clor pentru dezinfectarea apei în Bazin
preoxidare (OB .504), Rezervor apă filtrată (OB.504) de sub FRN, Rezervoare de stocare 1, 2
(OB.509) .
Instalatiile vor utiliza pentru dezinfectarea apei clorul gazos. Greutatea butelii lor cu clor
(RE.01, RE.02) se măsoară în camera de stocare cu Cântar electronic basculă (WI.01, WI.02
respectiv ).
Doza de clor este determinată de consumul total de apă (măsurat de debimetru D.01, D02 ),
pH-ului și temperaturii (Q.03), conductivității (Q.02) măsurate de circuit de probe (SC.01) și de
gradul de contaminare a acestuia. Indicato rul de suficiență dozei de clor adoptat este prezența în apă
a așa -numitului clor rezidual (rămas în apă din doza administrată după oxidarea substanțelor
prezente) măsurat de unitate de măsura a clorului residual (Q.01) prin pompa (P.03).
Dozator automat de clor ( DZ.01, DZ.02 , unu în func țiune și unu de rezerva ) întroduce clorul
prin injector (VI.01) în conducta refulare . Cu Pompă booster 1 (P.01), pentru ridicarea presiuni,
soluția clor, prin conducta refulare , se trasportă în bazin preoxidare (OB.504) und e este folosit ă
pentru pre -clorinare . Presiune a în conductă refulare se măsoară cu traductor de presiune (PT.01).
Obiectivul principal al e pre-clorinarei – promov area coagulare i, îndepărtarea compușilor organici și
scăderea concentrației de trihalometani .
Dozator automat 3, 4 de clor ( DZ.0 3, DZ.0 4, unu în func țiune și unu de rezerva ) întroduce
clorul prin injector (VI.02) în conducta refulare . Cu Pompă booster 2 (P.02), pentru ridicarea
presiuni, soluția clor, prin conducta refulare , se trasportată în Rezer vor apă filtrată (OB.504) de sub

67
FRN și Rezervoare de stocare 1, 2 (OB.509) pentru p ost-clorinarea apei care este etapa finală de
tratare a apei . Presiune a în conductă refulare se măsoară cu traductor de presiune (PT.02).
Cu ajutorul pre – și post -clorinare i se poate reduce consumul total de clor.
Combaterea scaparilor de clor
Clorul este o substan ța foarte toxic ă. Din aceasta cauz ă personalul de exploatare trebuie
protejat.
Protec ția impotriva sc ăpărilor de clor se va face prin:
– asigurarea ventilatiei me canice si fortate (VE.01) a celor doua compartimente (camera
stocare , camera sistem dozare ) ale statiei de clorare, prin evacuarea sc apărilor de clor în exterior;
– neutralizarea clorului ce iese din recipient prin cufundarea acestuia în bazinul cu solu ție de
tamponare folosind instalația de neutralizare scăpări de clor și pompe ( P.IN1, P.IN2) .
Pentru marirea gradului de siguran ța în exploatare si protectia personalului, stati a de clorare
este echipată cu instalati e suplimen tară de detectare si avertizare automata a scaparilor de clor in aer
(Sistem de detectare și avertizare prezența clor î n aer ( Aqua Processor M5702C) în camera stocare
butelii (Senz or 1) și în camera sistem dozare (Senz or 2)).
Figura 3.8 Ecranul de vizualizare a suflantelor.

68
Semnali zarile aferente detectorului de clor gazos în aer sunt optice și acustice.
Comanda echipamentelor electrice de la stația de clorinare se va face în 3 regimuri:
– local – de un operator uman, de la butoanele și selectoarele locale;
– manual – de un operator um an, de la dispecerat prin intermediul PLC -ului accesând
opțiunile dorite;
– automat – fără operator uman, de la PLC prin intermediul aplicațiilor specifice instalate.
Schimbarea regimurilor de funcționare, local – manual – automat, se va face local, de la
selectoarele prevăzute pe tabloul electric TD-CL. În plus, pentru parametrizare și diferite reglări ale
instalației de dozare, este prevăzut un panou HMI pe ușa panoului de comandă PE-IDC a instalației
de clorinare.
În regim local , deciziile de pornire/opr ire ale echipamentelor sunt luate de un operator uman,
la fața locului, la nivelul tabloului electric și panourile de comandă, acționarea făcându -se de la
butoanele și selectoarele prevăzute pe ușile tabloului electric și de la HMI -ul aferent panoului PE-
IDC. În momentul efectuării comenzilor locale, operatorul uman trebuie să țină cont de condițiile
din teren respectiv de presiunea apei în instalație, gradul de încărcare a recipienților cu clor, nivelul
apei în zonele de injecție a clorului și de stările d e funcționare ale echipamentelor din instalație:
pompele booster, dozatoarele, etc. De asemenea, în situația modificării manuale în regim local a
valorii soluției de clor gazos pentru dozare, se va ține seama de parametrii de calitate ai apei și de
valoare a debitului influent .
În regim automat comenzile de pornit/oprit pentru echipamente vor fi luate din SCADA, la
nivel de PLC dispecerat, pe baza informațiilor primite de la senzori și în cadrul aplicației software
specifice.
În regim manual comenzile de por nit/oprit pentru echipamente se vor face din SCADA, de
către operatorul uman de la dispecerat, acționarea făcându -se prin intermediul PLC -ului și PC -ului
de la dispecerat.
Regimul local va fi prioritar celorlalte regimuri.
Regimul automat este regimul de e xploatare normală; regimul manual se va utiliza când se
dorește corectarea de către operatorul uman de la dispecerat a unor parametri sau regimuri de
funcționare pentru echipamente; regimul local se va practica numai pentru probe sau în cazul
nefuncționări i comunicației cu dispeceratul.

69

Comanda echipamentelor în regim automat se face astfel:
– electropompele booster pentru ridicare presiune – vor fi pornite când debitul influent de
apă brută de la foraje depășește un prag prestabilit și/sau când parametrii d e apă tratată nu
îndeplinesc condițiile prestabilite, și astfel este necesară pornirea procesului de clorinare;
– dozatoarele de clor – vor fi reglate de către PLC -ul aferent panoului de comandă PE-IDC,
pe baza setărilor prestabilite și pe baza informațiilor primite de analizorul de clor rezidual,
controllerul parametrilor de calitate ai apei tratate și a debitului totalizator transmis de la
dispecerat;
– electropompele de recirculare a soluției de neutralizare – vor fi pornite când unul din
nivelurile de clor gazos măsurate în atmosfera celor 2 încăperi depășește o valoare
prestabilită;
– ventilatorul de exhaustare – va porni în aceleași condiții ca și pompele de recirculare.
Comanda de pornire/oprire în regim local
În regimul local se lucrează, în mod excepțion al, la probe sau în lipsa comunicației cu
dispeceratul. Pentru electropompele booster, electropompele de recirculare și ventilatorul de
exhaustare regimul local se alege de la selectoarele manual/0/automat de pe ușile tabloului electric
TD-CL.
Echipamentel e prezentate mai sus au prevăzute pe ușa tabloului TD-CL butoane pentru
pornit/oprit, indicatoare de funcționare și avarie.
Instalația de ventilare interioară poate fi pornită de la tabloul electric sau de la întrerupătorul
amplasat în exteriorul clădirii, lângă ușa de acces î n Camera Recipienților de Clor.
Comanda de pornire/oprire în regim manual
Regimul manual reprezintă comanda de la distanță, respectiv de la dispecerat, a
echipamentelor din cadrul stației de clorinare. Sub supravegherea operatorului um an, de la PC -ul de
la dispecerat, instalația de automatizare poate fi comandată în regim manual , prin lansarea
comenzilor de tip pornit / oprit la echipamentele din instalație, se pot stabili diferite praguri de
funcționare, se pot regla parametri etc. . C omunicația cu echipamentele se va face prin SCADA.
3.7. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Stația de Reactivi

70
Stația de reactivi este echipată cu : Debitmetru electromagnetic în Conductă influent bazin
preoxidare (500.D.01 ), Debitmetru electromagnetic (D. 01) în instalția de preparare și dozare
KMnO₄ (508.IP.02) , instalția de preparare și dozare BOPAC (Policlorura de aluminiu) (508.IP.01).
Soluția se prepară prin dizolvarea cristalelor de permanganat de p otasiu în apă. Permanganat
de potasiu este un compus solubil în apă, dar anorganic.
Avănd o capacitate de oxidant puternic, permanganat de potașiu este ideal pentru utilizarea în
tratarea apei. Se elimină din apă, fier si magneziu, care dă apei culoare și gust neplăcut. Se adaugă
la apa de tratament, în special cele care provin din surse adânci în pământ. Acesta reduce, de
asemenea, rugina din conductele.
Este un oxidant puternic, prin urmare, este necesar depozitare corespunzătoare și trebuie să fie
ținute departe de alte substanțe extrem de oxidabile. Acesta trebuie sa fie separate la distanta de acid
sulfuric concentrat, deoarece reacția cu aceste două substanțe chimice pot fi explozive.
Instalția de preparare și dozare (508.IP.02) este un sistem complet automat pentru prepararea
soluției din p ermanganat de potașiu (KMnO₄), cristalin sau granulat , care se încarcă în dozator
(508.DZ.01). Niveleul de p ermanganat de potașiu (KMnO₄), cristalin sau granulat , se măsoară cu
senzor de nivel ( 508.LS.02 ). Permangana t de potașiu este diluat în apă potabilă și se amestecă în
Figura 3.9 Ecranul de vizualizare a suflantelor.

71
cilindru cu mixer (508.MI.01). Nivelul soluției finale în cilindru se măsoară cu sensor ultrasonic de
nivel (508.LS.03). Senzor ul ultrasonic este proiectat pentru un control de nivel cu punctele de
separare programabile min./max./dry -run/overflow . Concentrația soluției finale se realizează prin
amestecarea permanganat ului de potașiu proporțional cu apa de admisie. Dozarea soluției ,
permanganatului de potașiu (KMnO₄), se realizează cu p ompe dozatore (PDR03, PDR04).
Policlorura de aluminiu BOPAC este un coagulant/floculant/agent de retenție lichid, cu
bazicitate înaltă, utilizat pentru tratarea apei potabile .
Instalția de dozare (508.IP.0 1) este un sistem automat pentru dozarea p oliclorur ei de alumini u
BOPAC , în stare lichid ă, care se încarcă în cilindru . Nivelul lichid ului BOPAC în cilindru se
măsoară cu sensor ultrasonic de nivel (508.LS.0 1). Dozarea lichid ului BOPAC , policlorura de
aluminiu , se realizează cu p ompe dozatore (PDR0 1, PDR0 2).
Comanda ec hipamentelor
Comanda echipamentelor electrice de la stația reactivi și bazin preoxidare se va face în 3
regimuri:
– local – de un operator uman, de la butoanele și selectoarele locale;
– manual – de un operator uman, de la dispecerat prin intermediul PLC -ului accesând
opțiunile dorite;
– automat – fără operator uman, de la PLC prin intermediul aplicațiilor specifice instalate.
Schimbarea regimurilor de funcționare, local – manual – automat, se va face local, de la
selectoarele prevăzute pe tabloul electric TD-PO. Pentru mixerele de la bazinul de preoxidare
schimbarea regimului de funcționare se poate face de la cutiile locale PL-PO1 …PL-PO3 și/sau de
la panourile de comandă de pe ușile tabloului electric TD-PO.
În regim local , deciziile de pornire/oprire ale e chipamentelor sunt luate de un operator uman,
la fața locului, la nivelul tabloului electric sau de la panourile de comandă, acționarea făcându -se de
la butoanele și selectoarele prevăzute pe ușile tabloului electric, respectiv pe panourile de comandă.
În momentul efectuării comenzilor locale, operatorul uman trebuie să țină cont de condițiile din
teren și de stările de funcționare ale echipamentelor din instalație.
În regim automat comenzile de pornit/oprit pentru echipamente vor fi luate din SCADA, la
nivel de PLC dispecerat, pe baza informațiilor primite de la senzori și în cadrul aplicației software
specifice.

72
În regim manual comenzile de pornit/oprit pentru echipamente se vor face din SCADA, de
către operatorul uman de la dispecerat, acționarea făcându -se prin intermediul PLC -ului și PC -ului
de la dispecerat.
Regimul local va fi prioritar celorlalte regimuri.
Regimul automat este regimul de exploatare normală; regimul manual se va utiliza când se
dorește corectarea de către operatorul uman de la dispecer at a unor parametri sau regimuri de
funcționare pentru echipamente; regimul local se va practica numai pentru probe sau în cazul
nefuncționării comunicației cu dispeceratul.
Comanda echipamentelor în regim automat se face astfel :
 mixerele bazinului de preo xidare vor porni când nivelul apei din bazine depășește o valoare
minimă prestabilită, iar stația de reactivi a pornit instalațiile de preparare și dozare reactivi;
 instalația de preparare KMnO4 – pornește când debitul de apă influent atinge o valoare
prestabilită și este necesară injecția de KMnO4 în camerele bazinului de preoxidare;
 stația de pompe pentru dozarea BOPAC – funcționează în regim 1 activă / 1 rezervă, și va
porni când debitul de apă influent atinge o valoare prestabilită;
 stația de pompe pent ru dozarea KMnO4 – funcționează în regim 1 activă / 1 rezervă, și va
porni când debitul de apă influent atinge o valoare prestabilită;
 ventilatorul de aerisire – vor porni funcție de termostatul de interior.
Comanda de pornire/oprire în regim local
Pentru echipamentele ce normal funcționează în regim automat, regimul local se va utiliza, în
mod excepțional, la probe sau în lipsa comunicației cu dispeceratul.
Pentru echipamente regimul local se alege de la selectoarele manual/0/automat de pe ușile
tabloului electric TD-PO. Echipamentele au prevăzute pe ușa tabloului TD-PO butoane pentru
pornit/oprit sau închis/deschis/oprit, indicatoare de funcționare și avarie.
Mixerele au prevăzute panouri de comandă pe ușile tabloului electric. Panourile vor permite
setar ea manuală a referințelor pentru convertizoarele de frecvență, pornirea/oprirea echipamentelor,
setarea diferitelor condiții de funcționare, aflarea parametrilor de funcționare etc.

73
Pentru echipamentele prevăzute cu panouri de comandă locale sau cutii de b utoane, acționarea
acestora în regim local se va f ace de la aceste panouri/cutii.
Comanda de pornire/oprire în regim manual
Regimul manual reprezintă comanda de la distanță, respectiv de la dispecerat, a
echipamentelor din cadrul obiectivelor Stație Reacti vi și Bazin Preoxidare, ce funcționează în mod
normal în regim automat. Sub supravegherea operatorului uman, de la PC -ul de la dispecerat,
instalația de automatizare poate fi comandată în regim manual , prin lansarea comenzilor de tip
pornit / oprit la echi pamentele din instalație, se pot stabili diferite praguri de funcționare, se pot regla
parametri etc. . Comunicația cu echipamentele se va face prin SCADA.
3.8. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Bazinul de Retenție
Bazin ul retenție apă de la spălare fi ltre, ambele secțiuni, este echipat cu: senzor i de nivel
hydrostatic (510.LS.01 și 510.LS.02), Mixer 1 și 2 ( 510.MI.01 și 510.MI.02), Pompă 1 și 2 ( 510.P.01
și 510.P.02).

Figura 3. 10 Ecranul de vizualizare a Bazinului de retenție apă spălare filtre .

74
Bazinul retenție apă de la spălare filtre rapide de nisip întră în sistemul de recuperare a apei și
e proiectat pentru colecatarea și acumularea apelor de la spălare filtre .
Apa de la spălare filtre rapide nisip se amestecă cu mixere (510.MI.01, 510.MI.02) și este
pompată (510.P.01 și 510.P.02) în rezervor de decantare (511.DL.01).
Nivelul apei de la spălare este controlat cu senzor i de nivel hydrostatic (510.LS.01, 509.L I.02).
Regimul „automat” este regimul de exploatare normală, regimul „manual” se va folo si când
este nevoie intervenția operatorului de la dispecerat pentru corectarea unor parametri sau a unui
regim de funcționare, regimul „local” se va practica numai pentru probe sau în cazul diferitelor
disfuncționalități. Regimurile se vor alege de la sel ectoarele de pe ușa panoului de comandă PL-
BR.
Comanda echipamentelor se face astfel:
– Comanda de pornire/oprire automată a unui echipament este dată direct de PLC -ul din
tabloul TD-SD, la solicitarea transmisă (prin linia de comunicație) din tabloul de
automatizare dispecer PLC -D. Regimul „automat” se alege de la cheia automat/manual
aferentă echipamentului de pe ușa panoului PL-BR.
– Echipamentul trecut pe „manual” sau „deconectat” este ignorat de dispecer – este
considerat „indisponibil”.
Pornirea echipamen telor se poate face numai cu îndeplinirea următoarelor condiții tehnologice
și electrice:
– apa în bazin este peste „nivelul minim de pornire”. Prin „nivel minim de pornire” se înțelege
un nivel peste „nivelul minim minimorum” de blocaj al echipamentelor din bazin. Aceste
două nivele vor fi măsurate în cele 2 camere ale bazinului de cei 2 traductori de presiune
hidrostatică prevăzuți pentru montaj, câte unul pentru fiecare cameră;
– dacă echipamentul nu este blocat de avarii electrice:
o lipsă tensiune la tabloul electric
o scurtcircuit / suprasarcină
o avarie în camera motorului: de la senzorii PTC sau de umiditate
Contorizarea orelor de funcționare a fiecărui echipament se va face la nivelul PLC -ului PLC –
SD și transmis PLC -ul master de la dispecerat PLC -D.

75
Oprirea d e avarie se face la:
– atingerea nivelului minim minimorum în bazin – nivel de protecție al echipamentelor –
nivel peste cota de nivel a paletelor mixerelor;
– la avariile electrice specificate mai sus;
– la avarii neelectrice la echipamente, prin blocarea pale telor amestecătoarelor.
Comanda echipamentelor se poate face și în regim manual, prin SCADA, operând la nivelul
PLC-ului aferent Stației Deshidratare.
3.9. Ecranele și comanda echipamentelor pentru Stația de Deshidratare
Stația deshidratare și Decantor lamelar este echipată cu: Decantor lamelar apa de la spălare
(511.DL.01), Electrovană evacuare nămol din decantor lamelar (511.VM.01), bazin omogenizare
nămol (511.RE.01), Mixer bazin omogenizare nămol (511.MI.01), Pompă alimentare filtru presă
(511.P.02 ), Senzor de presiune relativă în conductă alimentare filtru presă (511.PT.01), Filtru presă
deshidratare nămol (511.FP.01), Transportor nămol deshidratat (511.TR.01).

Figura 3.7 Ecranul de vizualizare a Bazinului de retenție apă spălare filtre.

La stația de t ratare ale apelor potabile ( STAP) este realizată schema de recuperare apelor de
la spălare filtre rapide de nisip.
Schema de recuperare apelor de la spălare filtre – cea mai avantajoasă opțiunere, din punct de
vedere economic și ecologic. Avantajele utiliz ării apei de la spălare în schema de recuperare :

76
eliminarea evacuărilor de apă contaminată înapoi în sursele de apă și prin aceasta previne poluarea
mediului ( a apelor de suprafață și a apelor subterane, zonelor înconjurătoare); se economisesc
resursele de apă, reducând consumul de apă la stații de tratare a apei și, respectiv, reducând devierea
de apă din surse de apă; reduce costul apei potabile purificată; permite să elimine particulele solide
sub formă de nămol (sedimente), fără a polua zonele înconjură toare.
Această soluție actualizează sarcina de tratare apei de spălare la calitatea, ceea ce face posibilă
utilizarea eficientă a sistemului de tratare a apei reciclate.
Decantor lamelar (511.DL.01) îndeplinește sarcina că amestecul lichid -solid este separat în
lichidul limpezit, pe de o parte, și suspensia concentrată, pe de alta parte. Lichidul limpezit se întoace
în bazin preoxidare coagulare -floculare (OB.504). Suspensia concentrată prin Electrovană evacuare
din decanto r lamelar (511.VM.01) curge prin gravitație în bazin tampon ( omogenizare) namol
(511.RE.01).
Bazin tampon ( omogenizare) namol (511.RE.01).
În bazinul tampon (omogenizare) namol se injectează soluția polielectrolit ( Instalație
preparare polielectrolit 511.I P.01) pentru flocularea nămolului și îmbunătățirea deshidratării.
Suspensia concentrată și polielectrolitul sunt omogenizate cu ajutorul unui mixer și apoi namolul e
pompat cu o pompã (511.P.02) în conducta alimentare filtru presă. Presiunea în Conductă al imentare
filtru presă se măsoară cu senzor de presiune (511.PT.01).
Bazinul tampon (omogenizare) namol are o triplă funcționalitate:
– omogenizează compoziția suspensia concentrată prin capacitatea de înmagazinare a
bazinului și prin agitare cu un mixer ele ctromecanic
– preia vârfurile de debit, în special debitele mici din timpul noptii, prin înmagazinarea unui
volum de apa uzata care să asigure functionarea continua a unitatii de epurare
– asigură pomparea debitului maxim orar de apă menajera în unitatea de ep urare.

Pompa este prevăzută cu convertor de frecventa care asigură alimentarea continuă a unității
de epurare, functie de debitul afluent în bazin (nivelul din bazin) ,Volumul util al bazinului,
asigurarea rezervă de apa în perioadele de debite afluente m ici (pe timpul nopții).
Instalație preparare polielectrolit

77
Instalția de preparare și dozare (511.IP.01) este un sistem complet automat pentru prepararea
soluției de polielectrolit în formă solidă (praf și granulat) care se încarcă în dozator (511.DZ.01).
Polielectrolitul este diluat în apă potabilă și se amestecă în două cilindre cu mixere (511.MI.03,
511.MI.04). Nivelurile soluției finale în cilindre se măsoară cu 5 sensori ultrasonice de nivel
(511.LS.01 – 511.LS.05). Senzorile ultrasonice sunt proiectat e pentru un control de nivel cu punctele
de separare programabile min./max./dry -run/overflow. Concentrația soluției finale se realizează prin
amestecarea polielectrolitului proporțional cu apa de admisie. Dozarea soluției polielectrolitului se
realizează c u pompa dozator (511.P.01).
Filtru presă deshidratare nămol
Concentrația de substanță uscată a nămolului este scăzută, iar volumul ocupat de acesta este
foarte mare făcându -l greu de manipulat și foarte costisitor de transportat. Pentru a depăși aceste
probleme, se impune întotdeauna o instalație de deshidratare a nămolului.
Filtrul presă (511.PT.01) este unul dintre cele mai răspândite sisteme de deshidratare (reducere
a umidității) a namolului provenit din procesul de decantare apei de la spălare filtre. Nămolul este
presat între plăcile filtrului, iar fluidul supernatant este trecută prin elementele filtrante. Fluidul
supernatant se întoarce în Bazinul retenție apă de la spălare filtre (OB.510). În urma procesului de
deshidratare, rezultă o turtă uscată. Turtele uscate sunt transportate (511.TR.01) în containere
(511.RE.02, 511.RE.03) și mai departe la depozit .

78
CONCLUZII
Implementarea unui sistem SCADA asupra procesului tehnologic de funcționare a unei stații
de tratare a apei este un aspect esențial în ceea ce privește asigurarea cali tății apei potabile .
Configurat corespunzător, sistemul este un instrument puternic în ceea ce privește atât
gestionarea datelor de proces cât și optimizarea funcționării. În ceea ce privește managementul
datelor de proces, avantajul major constă în versa tilitatea funcțiilor specifice de arhivare, prelucrare,
analiză și vizualizare a acestora. Astfel, există posibilitatea ca un tehnolog să realizeze analize
specifice bazate pe datele reale preluate din câmp și să propună metode de optimizare pe termen
lung. Acest aspect este mai relevant dacă luăm în considerare faptul că procesul tehnologic de tratare
a apei potabile este un proces lent, a cărui periodicitate se extinde pe durate de ordinul orelor sau a
zecilor de ore.
Un alt avantaj major al implementări i unui sistem SCADA constă în posibilitatea optimizării
funcționării procesului. În primul rând, prin compararea debitul influent, debitul de apă utilizat
pentru spălare filtrelor și debitul de apă potabilă contorizat pe conducta de efluent se va putea
verifica eficiența stației de tartare a apei , dar mai ales a evoluției acestora pe perioade extinse de
timp ce va permite aplicarea unor corecții la nivel ul de proces ului tehnologic.
Scopul acestor corecții va fi acela de a obține o calitate a apei potabile conform normativelor,
cu un consum energetic cât mai redus. Acest aspect este capital, având în vedere cantitățile mari de
energie electrică consumată de către elementele din proces, cum ar fi de exemplu mixerile lente și
rapide în etapa de Pre -oxidare . Aceste optimizări se pot realiza prin intervenția de la nivel ierarhic
superior a sistemului, în zona subproceselor. Nu în ultimul rând ca import anță, este necesar să
amintim și impactul pe care implementarea sistemului o are asupra securității procesului. Prin modul
de gestionare a alarmelor de proces, este posibilă transmiterea informațiilor necesare, într -un mod
foarte eficient, acolo unde este nevoie de ele. De asemenea, anumite decizii pot fi luat de către
sistem, în concordanță cu informarea și acceptul operatorului.
Putem spune că implementarea de sisteme SCADA aduce, în cadrul tehnologiilor de tratare a
apei potabile , un instrument deosebit d e puternic și flexibil, a cărui avantaje se răsfrâng direct asupra
performanțelor și a eficienței procesului tehnologic de tratare a apei .

79
BIBLIOGRAFIE
1. Tudor Ciuru, Echipamente Moderne de Automatizare si Utilaje Tehnologice Industriale.
Îndrumar de documentare, programare si aplicare practica. Editura Tehnica – INFO, Chisinau
2009.
2. Vasile Rachier, Utilizarea si programarea controlerelor , îndrumar de curs.
3. Nucă Ilie , Acționări elecrice , îndrumar de cur.
4. Virginia Ivanov Sisteme integrate de monitorizar e si control pentru echipamente electrice ,
Editura Univer sitaria, Craiova, 2008
5. Stuart A. Boyer Scada : Supervisory Control and Data Acquisition
6. L.T. Amy Automation Systems for Control and Data Acquisition
7. L.M. T hompson Industrial Data Communications
8. J.C. Huber Industrial Fiber Optic Networks
9. Андреев Е.Б., Куцевич Н.А., Синенко О.В. – SCADA -системы: взгляд из нутри .
10. Marcuse, J., Menz, B., Payne, J.R., Servers in SCADA applications
11. Zhihao Ling, Jinshou Yu, The design of SCADA based on industrial Ethernet , Intelligent Control
and Automation, 2002
12. David Bailey , Edwin Wright , Practical SCADA for Industry , published 2003
13. https://www.fer.unizg.hr/_download/repository/Practical_SCADA_for_Industry.pdf (accesat
27.01.2017 )
14. http://www.automatizari -scada.ro/html/ce_este_scada__ce_este_modbus_.php (accesat
27.01.2017 )
15. https://scadahacker.com/ (accesat 27.01.2017 )
16. https://support.industry.siemens.com/cs/start?lc=ru -RU (accesat 27.01.2017 )
17. http://www.scada.ro/index.php/ro/scada/150 -scada -aquatim (accesat 27.01.2017 )
18. http://forums.mrplc.com /index.php?/forum/37 -hmi-amp-scada/ (accesat 27.01.2017 )
19. http://www.waterworld.com/articles/print/volume -28/issue -2/editorial -features/scada -only-one-
tool-in-water -system -management.html (accesat 27.01.2017 )
20. http://www2.emersonprocess.com/siteadmincenter/PM%20Power%20and%20Water%20Docu
ments/pws_003879.pdf (accesat 27.01.2017 ).