في صناعة معالجة المياه، تعد أنظمة التناضح العكسي (RO) العنصر الرئيسي لإنتاج المياه النقية. خلف النظام بأكمله يوجد "قائد صامت" - PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة). إنها بمثابة وحدة التحكم الأساسية و"العقل" لنظام RO، مما يضمن التشغيل المستقر والفعال والآمن طوال العملية.
I. الوظائف الأساسية للـ PLC
يتكون نظام RO من أجهزة متعددة، بما في ذلك مضخات المياه الخام، وأنظمة جرعات المواد الكيميائية، ومضخات الضغط العالي، ووحدات الأغشية، ومقاييس التوصيل، وأجهزة استشعار الضغط، وكلها تتطلب تنسيقًا متعدد النقاط أثناء التشغيل. المهمة الأساسية للـ PLC هي التحكم المركزي والتشابك المنطقي لهذه الأجهزة.
من خلال منافذ الإدخال، يقوم PLC بجمع الإشارات المختلفة بشكل مستمر:
- إشارات مستوى السائل: مراقبة مستويات المياه في خزانات المياه الخام وخزانات مياه المنتج؛
إشارات الضغط: تقييم الحالة التشغيلية لمضخة الضغط العالي وعتبات السلامة؛
إشارات التوصيل: التحقق من الامتثال لجودة المياه.
تصدر منافذ الإخراج أوامر التحكم بناءً على التقييمات المنطقية - مثل تشغيل/إيقاف المضخة، وتشغيل الصمام، وجرعات المواد الكيميائية، والغسيل العكسي، والشطف - مما يتيح التشغيل الآلي دون تدخل يدوي متكرر.
ثانيا. ذكي المتشابكة وحماية السلامة
يمتد التحكم PLC إلى ما هو أبعد من "أوامر التشغيل/الإيقاف" البسيطة ليشمل اتخاذ القرارات المنطقية الحاسمة وآليات الحماية.
عندما يكتشف النظام انخفاض مستويات المياه في خزان المياه الخام، أو خزانات الإنتاج الممتلئة، أو انخفاض ضغط المدخل بشكل مفرط، أو زيادة توصيل الماء للمنتج، يقوم PLC على الفور بتنفيذ أوامر إيقاف التشغيل أو الإنذار لمنع تلف المعدات أو حدوث خلل في جودة المياه.
في الوقت نفسه، خلال مراحل التشغيل المختلفة (بدء التشغيل، والشطف، والإنتاج، وإيقاف التشغيل)، يقوم PLC تلقائيًا بتبديل منطق التحكم لتحقيق أتمتة العملية الكاملة، مما يعزز بشكل كبير موثوقية النظام واتساقه.
ثالثا. المراقبة عن بعد وإدارة البيانات
مع التطور الذكي، غالبًا ما يتم توصيل PLCs الحديثة بأجهزة الكمبيوتر المضيفة أو شاشات اللمس (HMI)، ويمكن أيضًا دمجها في أنظمة المراقبة المركزية على مستوى المبنى أو المصنع (SCADA).
يمكن للمشغلين عرض المعلمات في الوقت الفعلي مثل معدل التدفق والضغط والتوصيل عبر واجهة التحكم البشرية (HMI)، أو ضبط نقاط الضبط عن بُعد، أو مراجعة بيانات التشغيل التاريخية.
يتيح ذلك التشغيل والصيانة الأكثر ذكاءً وبصريًا لأنظمة RO.
رابعا. دراسة الحالة: تطبيق نظام المياه النقية الصناعية
في مشروع تحضير الماء النقي لمصنع المشروبات Heyue، استخدم فريق التصميم جهاز Siemens S7-1200 PLC للتحكم في نظام RO بأكمله. يشتمل النظام على جرعات المواد الكيميائية للمياه الخام، ومجموعات مضخات الضغط العالي، ووحدات التناضح العكسي الأولية والثانوية، وخزانات تخزين مياه المنتج، ووحدات استعادة التركيز.
يتصل PLC بمقاييس التوصيل، ومقاييس التدفق، ومحركات التردد المتغير عبر بروتوكول Modbus لأداء الوظائف التالية:
يحدد تلقائيًا مستوى خزان المياه الخام لتشغيل/إيقاف مضخة المياه الخام؛
يضبط تردد الغسيل العكسي بناءً على موصلية الماء للمنتج؛
يقوم تلقائيًا بتحميل إنذارات الأعطال (على سبيل المثال، التحميل الزائد عالي الضغط، الحماية من الضغط المنخفض، انسداد الغشاء) إلى HMI؛
يدعم المراقبة عن بعد عبر اتصال Ethernet بغرفة التحكم المركزية، مما يتيح التشغيل غير المراقب.
تظهر نتائج التطبيق زيادة بنسبة 15% في توفير المياه، وتحسين الاستقرار التشغيلي بشكل كبير، وانخفاض بنسبة 50% في تكرار الفحص اليدوي.
خاتمة:
في أنظمة التناضح العكسي RO، لا يعمل PLC فقط كـ "وحدة تحكم"، ولكن كـ "العقل" و"الوصي" على النظام بأكمله.
فهو يتيح التنسيق الآلي للمعدات، وحماية السلامة، والإدارة عن بعد، مما يجعل إنتاج المياه النقية أكثر كفاءة واستقرارًا وذكاءً.
وبالنظر إلى المستقبل، ومع تكامل إنترنت الأشياء والتصنيع الذكي، ستستمر الشركات المحدودة العامة في لعب دور حيوي متزايد في أتمتة معالجة المياه.
