Vizualizace a řízení bioplynové stanice v Mrákově

Zemědělské družstvo v Mrákově u Domažlic provozuje od roku 2012 ve své obci bioplynovou stanici.

Družstvo hospodaří na 2,5 tisících hektarech půdy, z toho přibližně 1 000 hektarů představují louky. I přes velké množství dobytka nebylo družstvo schopné zpracovat tak velké množství travin z luk. Proto vznikl projekt na výstavbu bioplynové stanice, která umožňuje zpracovat nejen přebytečné traviny, ale i kejdu z chovu, hnůj a zbytky krmiva.

Vstupní surovina (travní směs, hnůj, kukuřice nebo siláž) je pomocí nakladačů nakládána do stacionárních zásobníků Trioliet, odkud je surovina dávkována pomocí šneků do biomixu, kde se do pevné složky přimíchá tekutá složka (kejda), v krájecím zařízení – macerátoru – je směs rozmělněna a následně je čerpána do fermentační nádrže pomocí vřetenového čerpadla. Naředěná surovina je pro větší homogenitu míchána ve fermentační nádrži ponornými míchadly, kde se zároveň ohřívá teplem odebíraným z kogenerační jednotky. Fermentační proces je dvoustupňový. Z toho plyne, že jsou zde primární a sekundární nádrže – fermentory.
Z fermentorů je jímán bioplyn do centrálního plynového vaku. Vyrobený plyn je dále stlačen, vysušen a následně spálen v kogenerační jednotce. Spolu s elektrickou energií produkuje kogenerační jednotka také množství tepla, kterým se vytápí objekty bioplynové stanice, stáje
a další části areálu zemědělského družstva. Nadbytečný nebo nekvalitní plyn je spalován
v pomocném hořáku (fléře). Celý proces fermentace je završen po zhruba 30 dnech (v závislosti na druhu surovin), kdy se využitá surovina uskladní v otevřeném koncovém skladu, ze kterého je následně vyvezena na pole jako vydatné hnojivo. Vlastní proces fermentace je kontinuální.

V roce 2013 byla bioplynová stanice doplněna výměníkem tepla, který odebírá zbytkové teplo ze spalin a využívá jej k vytápění nedalekého průmyslového areálu.

Řídicí systém

Pro řízení bioplynové stanice je navržen distribuovaný řídicí systém. Centrální řídicí jednotkou je zde programovatelný automat Siemens SIMATIC řady S7-300. Ten je umístěn v prostorách kogenerační jednotky v centrálním rozvaděči, kde jsou k němu připojeny přilehlé akční členy
a snímače. K centrální jednotce jsou pomocí komunikační sběrnice PROFIBUS připojeny vzdálené vstupy a výstupy Siemens SIMATIC řady ET 200M, které shromažďují data z akčních členů
a snímačů z dalších technologických částí (úprava vstupních surovin, fermentace, zásobování kejdou, jímání a úprava plynu). Prostřednictvím ethernetu je pak připojena do systému operátorská stanice.

Přehlednou vizualizaci a řízení bioplynové stanice zajišťuje SCADA/HMI systém Reliance 4, který je nainstalován na řídicím počítači v místnosti obsluhy, kde je možné dohlížet nad celým procesem výroby bioplynu. Operátoři mohou rovněž k vizualizačním obrazovkám přistoupit vzdáleně pomocí modulu Reliance 4 Web Client. Další oblíbenou funkcí systému Reliance, která zde byla též využita, je zasílání informačních emailů pracovníkům obsluhy a servisní organizaci. Na předem zvolené emailové adresy jsou zasílána vybraná provozní hlášení o aktuálním stavu jednotlivých procesů. Díky použití těchto moderních funkcí je mimo pracovní dobu umožněn zcela automatický chod bioplynové stanice.