Dans la ville autrichienne de Villach, une des plus importantes stations d'épuration du pays assainit l'eau d'une population totale de 200 000 habitants. La société IAS a modernisé cette usine avec les systèmes de commande et d'affichage de Rockwell Automation et un réseau à trois niveaux.
Albert Steinwender et IAS GmbH travaillent sur les débris et les déchets, mais il n'y a pas de honte à cela ! Sa société IAS (Internationale Automation Systeme) s'est spécialisée dans la planification et l'ingénierie des équipements électrotechniques destinés aux stations d'épuration, aux usines de traitement d'eau potable et aux sites d'enfouissement. " Nous proposons de tout : des composants de mesure et de contrôle de qualité jusqu'aux systèmes d'automatisation complets ", explique Albert Steinwender. IAS GmbH travaille en étroite collaboration avec Rockwell Automation depuis de nombreuses années, et ce lien s'est encore renforcé dans le cadre d'un grand projet pour la ville autrichienne de Villach.
Les responsables ont demandé à l'entreprise de moderniser entièrement l'usine de traitement des eaux usées municipales, au niveau de l'automatisation et de la connexion avec 35 stations de pompage locales. Un des défis du projet résidait dans le fait que les travaux de modernisation devaient être achevés alors que l'usine était toujours en activité. L'autre défi concernait les délais. En parallèle à la modernisation de l'usine de traitement des eaux usées, la ville de Villach devait installer un système de chauffage local dont les travaux devaient débuter à une date convenue contractuellement. Une partie importante du chauffage de ce système provient d'une centrale thermique fonctionnant au gaz d'égout. Le gaz est produit en utilisant des boues de l'usine de traitement des eaux usées, qui était elle-même en chantier de modernisation.
Pas de place pour l'erreur
" Beaucoup de gens pensent que l'eau sale entre dans une usine de traitement par une extrémité et qu'elle ressort en eau potable par l'autre extrémité comme par magie ", affirme Albet Steinwender avec amusement. Mais il y a des technologies de pointe derrière tout ce processus pour que tout se passe comme prévu. " Une usine de traitement des eaux usées doit être capable de gérer différentes situations, tout en offrant une qualité d'eau supérieure de manière constante ", ajoute-t-il. Il n'y a pas de place pour l'erreur ; la législation qui encadre le traitement de l'eau est très stricte et n'autorise aucun arrêt de production. " Il y a très peu de procédés industriels qui nécessitent autant de contrôles en ligne que tout le processus de purification des eaux usées ", remarque-t-il.
Pour le projet de Villach, IAS a commencé par la modernisation de plus de 30 stations de pompage et de levage par rapport à une norme d'automatisation cohérente. Ces stations pompent les effluents de la zone entourant la station d'épuration des eaux usées. Chaque station a été équipée d'un écran d'affichage PanelView Plus 400 Allen-Bradley, qui montre les conditions de fonctionnement dans un graphisme facile à lire, ainsi qu'en format texte. Cette information peut aussi être consultée simultanément dans la salle de contrôle grâce à une connexion sans fil via des modems radio et GSM.
Les stations équipées d'une connexion GSM sont contrôlées deux fois par jour à partir du centre de contrôle ; elles signalent les défaillances à la salle de contrôle toutes les 15 minutes pour une analyse ultérieure dans la journée. Les ingénieurs d'IAS ont aussi remplacé les anciens démarreurs étoile-triangle des systèmes de pompes par des démarreurs progressifs Allen-Bradley. Ce changement a réduit la pression sur les pompes au démarrage, ce qui a permis d'augmenter leur durée de vie et de réduire leurs coûts de fonctionnement à long terme.
Chaque station de pompage a aussi été équipée d'un automate MicroLogix 1400 Allen-Bradley et tous les contacteurs et les manettes de commande pour le fonctionnement manuel ont également été remplacés par des composants Allen-Bradley. L'autre mission de l'équipe d'IAS était de traiter la technologie de commande. Les anciens automates PLC5 ont été maintenus dans le système au niveau des entrées-sorties mais sont maintenant utilisés seulement comme une interface pour les nouveaux équipements ControlLogix Allen-Bradley, qui gèrent les processus de contrôle. " L'avantage avec le ControlLogix, c'est que nous pouvons y adapter nos propres macros (blocs fonctionnels) ", s'enthousiasme Albert Steinwender. Cela réduit d'ailleurs le temps nécessaire pour les recherches d'ingénierie et les essais.
Un réseau constitué de trois niveaux
La visualisation des processus est gérée par le logiciel FactoryTalk View SE de Rockwell Automation. Il y a 12 consoles opérateur installées dans l'usine elle-même, cinq d'entre elles intègrent un PC industriel et un écran à dalle tactile. Les autres connexions au système pour le contrôle des processus sont réalisées via des PC de bureau fournis par le service informatique de la société. Cela facilite grandement le travail quand on sait que le site fait six hectares. Il y a deux autres stations mobiles qui permettent aux employés qui sont d'astreinte de surveiller l'installation à distance.
Le nouveau réseau est constitué de trois niveaux. Au niveau de la commande, tous les systèmes ControlLogix sont interconnectés avec un anneau en fibre optique relié à deux serveurs identiques, assurant une redondance en cas de défaillance de l'un des serveurs. Le second niveau abrite chacune des consoles opérateur et les stations d'observation. Au troisième niveau, les données d'exploitation et les diverses analyses sont acheminées vers le serveur de données SQL de la ville de Villach. Les données conjoncturelles et les rapports peuvent alors être retransmis à tout moment sur les PC de l'usine de traitement des eaux usées avec un logiciel spécialement développé dans cette optique. D'autres zones de l'usine, comme l'unité de mesure de la qualité et l'unité indépendante d'alimentation, sont connectées au système avec une carte Profibus DP. Les systèmes d'équipements de bâtiment sont aussi intégrés à l'aide de modules Point I/O et d'EtherNet/IP.
Un succès en seulement 18 mois
Malgré sa complexité, le nouveau système a été mis en service avec succès en seulement 18 mois. Le fait que les composants Allen-Bradley aient été plus simples à programmer a largement contribué à accélérer les choses. IAS a aussi mis en œuvre la fonction de télédiagnostic livrée en standard avec les automates ControlLogix. En utilisant un réseau privé virtuel (VPN), les ingénieurs IAS peuvent accéder au système de commande à partir de n'importe où dans le monde. L'accès est sécurisé par un pare-feu du service informatique interne. Cette fonctionnalité leur permet d'aider les opérateurs sur place en cas de panne pour localiser rapidement la source de l'erreur. L'évolutivité des produits permettra également à la société de mener à bien de futures extensions et modifications dans l'usine sans aucune difficulté.
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