以智能为特色的客户成功案例电机控制解决方案

罗克韦尔自动化控制系统帮助亚利桑那州的尤马城在污水处理运转和维护方面节省100,000 美元的成本

背景

尤马城位于亚利桑那州沙漠，在墨西哥和加利福尼亚边

界的附近，是这个国家中发展第三快的地区。在过去的十年

中，尤马的人口已经增长了50% ——并且在继续快速增长。

在冬天，尤马的人口由于温暖的气候，退休人员和旅行

者的聚集而增加了一倍。这一爆炸性的增长加上地理上的干

旱，对城市可靠和有效的供水和废水处理的能力提出了极大

的要求，他们每天需要处理最多三百万加仑。

在1985 年，尤马为它的供水和污水处理工厂安装了专

有控制系统。但是随着城市的发展，现有的控制系统明显缺

乏城市所需的支持、性能和诊断能力。因为控制系统缺乏远

距离监测单个偏远提升站泵的功能，SCADA 系统无法向工厂工程师警告关于泵的故障。工厂工程师将经常打电话给附近的居民询问泵的故障，或者当操作员巡检泵站时才能发现故障。由于系统是专有的，所以难于升级而且费用很高。该城市经常被迫签署外包的维护和维修合同，每次通常花费5000 美元甚至更多。当系统时间越长，这些检查变得更加频繁，经常每月一次。快速获得替代零件成为了问题，经常超过一个月设备才能到达。过时的控制系统也使得城市很难面对日益增加的严格环境规则，导致了严重的罚款。

挑战

尤马城的设备工程师指导他们需要新式的供水和污水处理控制系统，要比现有的专有系统容易使用、可升级、可靠和更经济。他们想要工厂操作人员能够通过网络组态监控的系统，允许他们自己维护。

新系统需要适应额外的泵站来满足尤马城预期居民和工业增长的需要。可靠的监测功能对于维护调整的适应性是很关键的，城市也需要保持低成本运转和技术支持费用，保持在紧缩的市政预算之内。对于系统来说，关键的特色是帮助操作员防止供水服务延迟的能力。城市需要反应迅速和可靠的控制系统供货商，能够快速提供备件和高效的处理系统问题。

该城市同位于尤马城的OneSource 分销商合作，它是Allen-Bradley® 授权的分销商，并且同罗克韦尔自动化合作开发了控制系统来满足城市的需要。尤马成功的关键在于依靠SCADA 系统，在主处理工厂的一个房间，可以远程监测所有偏僻的泵站。

“我们一些泵和提升站多数在主厂11 英里之外，”尤马城的电气技术员Bob Moreno说。我们需要一个网络化的系统，我们就可以精确的知道向哪里派出维修人员来检查或维修这一问题。我们也想采用远程报警来代替每天24

小时需要人工监测泵站。”为了控制19 个远程水泵站的水泵，工程师安装了Allen-Bradley 的SLCTM 5/03和5/05 可编程控制器来作为远程终端单元(RTU)。为了保持五个废水泵站的水连续流动，该市使用了五个Allen-Bradley 的使用IntelliCENTER ® 技术的CENTERLINE® 2100 电机控制中心(MCC)，装备了Allen-Bradley 的变频器和E3 Plus 固态过载继电器。E3 Plus 过载继电器常被用在监测电机电流和水泵的运行时间和几个电机故障的条件。每个电机控制设备都通过DeviceNetTM 网络相连接，通过本地SLC500 RTU 控制。

该市选择Allen-Bradley的ControlLogix®处理器和RSView®人机界面(HMI)软件来控制和监测他们主厂中的水处理泵。

结果

城市工程师安装供水和废水处理控制系统大约花费了245,000 美元，只是旧系统安装成本的一半。因为新式的SCADA 系统监测和报告单个泵的状况以及其它关键的可选参数，并发送到一个集中的位置，该市估计比通过例行派遣工厂人员去每个站点，每年节省100,000 美元的人力成本。新式的网络系统帮助消除了专有系统故障处理的费用，使得该市可以选择基于开放标准并带具本地支持的SCADA 系统。

“旧系统需要职员经常地在线监测水泵，”Moreno 说，现在的系统则是完全网络化的，如果一个泵控制器的电流太高，我们在主厂控制室就会收到报警，并且我们可以直接找到问题并改正它。在某些场合中，系统MCC中的预测性监测帮助我们在故障之前识别过流问题。”

使用IntelliCENTER® 技术的CENTERLINE® 2100 电机控制中心(MCC)在废水处理泵站工作得非常好，它们已经成为了该市废水处理系统的标准。使用IntelliCENTER® 技术的CENTERLINE® 2100 电机控制中心(MCC)是城市废水处理系统的理想方案，因为它们允许城市工程师增加电机控制部分和需要时增加容量，另外还提供了诊断信息来保持系统运行。

由于通过授权的Allen-Bradley 分销商的本地支持，该市每年节省了12,000 美元。本地分销商可以在一到两天之内交付替换零件，同旧系统的几周相比——明显增加了系统的正常运行时间。

“当泵站停机时，我们需要尽快修复它，”Moreno 说，“我们不能告诉人们，因为我们在等一个新的零件，所以你们几周之内不能用水。”

也许对于尤马城最大的成本节约在于防止了不必要的开销。当网络化系统发出报警提示一个水站运行超出了它的参数，它警告操作员，在水站关闭前处理潜在的问题。这种网络化报警的能力，通过帮助工程师鉴别和防止可能导致的污水故障，可以防止污水意外地排泄到住宅或受限区域，帮助城市遵守了环境规章。违反环境法规的违法会增加城市成本，例如尤马，最多要增加数十万美元的开销。

“新系统给了我们信息，我们绝不会涉及环境违法处罚，”Moreno 说，“它

的网络化设计，保持提醒我们潜在问题，所以我们可以在任何严重情况发生前修复它们。”

“我们认为安装非常成功，”Moreno 说，我们减少了成本，获得了一个更可靠的系统，而且可以自己做大部分的事情。同罗克韦尔自动化合作是一个极好的解决方案。