Automatisering water­zuivering: omvang en kosten

De besturing is een klein deel van de investering in een water- of afvalwaterzuiveringsinstallatie, maar ze bepaalt gedurende de hele levensduur hoe de installatie draait: hoe stabiel de waterkwaliteit is, hoeveel energie en chemicaliën worden verbruikt en hoeveel mensen op locatie nodig zijn. Deze gids legt uit waaruit een automatiseringspakket bestaat, waarvan de kosten afhangen en welke documenten een betrouwbare offerte mogelijk maken.

Wat een automatiserings­pakket omvat

• Veldinstrumenten – sensoren voor debiet, niveau, druk en waterkwaliteit, zoals pH, geleidbaarheid, troebelheid, opgeloste zuurstof en chloor. Zie analysers en sensoren.
• Motorbesturing – een motorafgang per pomp, blower, menger en afsluiterbediening, met een directe starter, softstarter of frequentieregelaar.
• PLC – de besturing met haar in- en uitgangsmodules leest de signalen, voert de sequenties en regelkringen uit en schakelt de aandrijvingen.
• Bedieningsniveau – een bedieningspaneel (touchpanel) op de schakelkast voor kleine installaties; een SCADA-systeem met procesoverzicht, trends, alarmen en rapporten voor grotere.
• Communicatie – het netwerk tussen PLC, remote I/O-stations, aandrijvingen en SCADA, en een beveiligde verbinding op afstand voor ondersteuning.
• Engineering – stroomkringschema’s, de functiebeschrijving, de software, tests en documentatie.

De schakelkasten zelf worden beschreven op onze pagina over elektrische en automatiseringspanelen.

De drie automatiserings­niveaus

De meeste installaties die wij leveren, vallen in het tweede of derde niveau. Een hoger niveau kost meer om te bouwen en minder om te bedrijven, omdat storingen eerder worden gezien en minder rondes op locatie nodig zijn.

Wat de kosten bepaalt

• Aantal signalen – elke sensor, afsluiter en motor heeft in- en uitgangen, bedrading, een plaats in de software en een test nodig. Het aantal signalen is de beste enkelvoudige maatstaf voor de omvang van een automatiseringsproject.
• Aantal en grootte van de aandrijvingen – motorafgangen vormen het grootste deel van het volume van de schakelkast. Frequentieregelaars kosten een veelvoud van directe starters, en grote aandrijvingen vragen om zwaardere schakelapparatuur en kabels.
• Instrumenten – een niveauschakelaar kost weinig, een online analyser voor chloor of organisch koolstof veel. De instrumentenlijst bepaalt vaak of een offerte hoog of laag uitvalt.
• Omvang van de software – het aantal sequenties en regelkringen, de SCADA-beelden, rapporten en koppelingen met andere systemen.
• Beschikbaarheid – redundante besturingen, voedingen en netwerken, en een noodstroomvoorziening (UPS).
• Omstandigheden op locatie – schakelkasten buiten, klimaatregeling, corrosieve omgeving en explosiegevaarlijke zones (ATEX).
• Normen en documentatie – standaarden van de exploitant voor fabricaten en softwarestructuur, getuigde tests en de diepgang van de documentatie.

Hoe de kosten gewoonlijk zijn verdeeld

Typische aandelen voor water- en afvalwaterinstallaties. Bekabeling en installatie op locatie worden meestal apart geoffreerd, omdat ze afhangen van de afstanden en van wie het werk uitvoert.

Waar automatisering zich terugverdient

• Energie – blowers en pompen met frequentieregelaars volgen de vraag in plaats van op vol toerental te draaien. Beluchting is de grootste elektriciteitsverbruiker van een zuiveringsinstallatie, dus zuurstofregeling is meestal de eerste maatregel.
• Chemicaliën – dosering in verhouding tot het debiet of een gemeten waarde voorkomt zowel overdosering als overschrijding van lozingseisen. Details onder chemicaliëndoseersystemen.
• Personeel – alarmen per bericht en toegang op afstand vervangen routinerondes, vooral ’s nachts en in het weekend.
• Betrouwbaarheid – trends tonen een vervuilend membraan, een versleten pomp of een afdrijvende sensor voordat de installatie uitvalt.
• Verantwoording – automatische rapporten leggen debieten en lozingswaarden vast voor het bevoegd gezag.

Een bestaande installatie moderniseren

Veel aanvragen betreffen installaties waarvan de besturing niet meer wordt ondersteund. De gebruikelijke werkwijze houdt de installatie in bedrijf:

1. Inventarisatie van de bestaande schakelkasten, signalen en software.
2. Nieuwe schakelkast of nieuwe besturing in de bestaande kast, vooraf gebouwd en getest.
3. Omschakeling in stappen, het ene installatiedeel na het andere, elk met een korte geplande stop.
4. Functietest van elk signaal, daarna het volgende deel.

Veldapparatuur en bekabeling die in goede staat zijn, blijven behouden. Dat beperkt zowel de kosten als de stilstand.

Documenten die een betrouwbare offerte mogelijk maken

• Processchema of P&ID.
• Motorlijst met vermogen en wijze van starten.
• Instrumenten- en signalenlijst, of minstens het aantal analoge en digitale signalen.
• Een korte beschrijving van hoe de installatie moet worden bediend.
• Gewenste fabricaten van besturing en aandrijvingen, als er op locatie een standaard geldt.
• Bij modernisering: foto’s van de schakelkasten en, indien beschikbaar, de bestaande stroomkringschema’s.

Met deze documenten kunnen wij een richtprijs noemen; een bindende offerte volgt nadat de omvang van de levering is afgestemd. Meer over onze aanpak vindt u op de pagina automatisering.

Veelgestelde vragen

Wat kost de automatisering van een water­zuiverings­installatie?

Dat hangt af van de grootte van de installatie, uitgedrukt in het aantal signalen en aandrijvingen, en van de benodigde instrumenten en software. Een compacte installatie met één schakelkast en een touchpanel kost een fractie van een zuiveringsinstallatie met een SCADA-systeem. De hierboven genoemde lijsten volstaan voor een richtprijs.

Is een SCADA-systeem nodig voor een kleine installatie?

Niet altijd. Een touchpanel met trends, alarmberichten en toegang op afstand dekt de behoefte van veel kleine installaties. SCADA wordt de moeite waard wanneer meerdere procesonderdelen of meerdere locaties vanaf één plek moeten worden bewaakt, of wanneer rapporten vereist zijn.

Welke PLC moet worden gekozen?

Die waarmee uw onderhoudsmedewerkers vertrouwd zijn en waarvoor lokaal reserveonderdelen beschikbaar zijn. In Europa is dat meestal Siemens S7-1200 of S7-1500; in andere regio’s is Allen-Bradley gangbaar. De software moet open en gedocumenteerd worden geleverd, zodat ze zonder de oorspronkelijke leverancier kan worden onderhouden.

Hoe lang duurt een automatiserings­project?

Voor een installatie van gemiddelde omvang enkele maanden vanaf de opdracht tot de inbedrijfstelling: engineering en software, bouw van de schakelkasten, de fabrieksafnametest (FAT), daarna installatie en inbedrijfstelling. De levertijd van de schakelkasten en van sommige instrumenten bepaalt vaak de planning.

Kan de installatie op afstand worden bediend?

Ja. Een beveiligde verbinding maakt bewaking, alarmafhandeling en, voor zover de exploitant dat toestaat, bediening op afstand mogelijk. Functies die de veiligheid raken, blijven in de lokale besturing vergrendeld.

Stuur ons uw processchema en uw motor- en signalenlijsten via onze contactpagina. Wij maken een richtofferte voor schakelkasten, instrumenten, software en inbedrijfstelling.