জল শোধন শিল্পে, RO (রিভার্স অসমোসিস) সিস্টেমগুলি বিশুদ্ধ জল উৎপাদনের মূল উপাদান। পুরো সিস্টেমের পিছনে একটি “নীরব কমান্ডার” কাজ করে—পিএলসি (প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার)। এটি RO সিস্টেমের মূল নিয়ন্ত্রণ ইউনিট এবং “মস্তিষ্ক” হিসেবে কাজ করে, যা পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে স্থিতিশীল, দক্ষ এবং নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করে।
I. পিএলসি-এর মূল কার্যাবলী
RO সিস্টেমে একাধিক ডিভাইস রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে কাঁচা জলের পাম্প, রাসায়নিক ডোজ করার সিস্টেম, উচ্চ-চাপের পাম্প, মেমব্রেন মডিউল, পরিবাহিতা মিটার এবং চাপ সেন্সর, যেগুলির অপারেশনের সময় বহু-বিন্দু সমন্বয় প্রয়োজন। পিএলসি-এর প্রধান কাজ হল এই ডিভাইসগুলির কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণ এবং লজিক্যাল ইন্টারলকিং।
ইনপুট পোর্টগুলির মাধ্যমে, পিএলসি ক্রমাগত বিভিন্ন সংকেত সংগ্রহ করে:
- তরল স্তরের সংকেত: কাঁচা জলের ট্যাঙ্ক এবং উৎপাদিত জলের ট্যাঙ্কে জলের স্তর নিরীক্ষণ করে;
চাপের সংকেত: উচ্চ-চাপের পাম্পের কার্যকারিতা এবং নিরাপত্তা থ্রেশহোল্ড মূল্যায়ন করে;
পরিবাহিতা সংকেত: জলের গুণগত মান যাচাই করে।
আউটপুট পোর্টগুলি লজিক্যাল মূল্যায়নের ভিত্তিতে নিয়ন্ত্রণ কমান্ড জারি করে—যেমন পাম্প চালু/বন্ধ করা, ভালভ সক্রিয় করা, রাসায়নিক ডোজ করা, ব্যাকওয়াশিং এবং ফ্লাশিং—যা ঘন ঘন ম্যানুয়াল হস্তক্ষেপ ছাড়াই স্বয়ংক্রিয় অপারেশন সক্ষম করে।
II. বুদ্ধিমান ইন্টারলকিং এবং সুরক্ষা
পিএলসি নিয়ন্ত্রণ কেবল সাধারণ “চালু/বন্ধ কমান্ডের” বাইরে বিস্তৃত, যা গুরুত্বপূর্ণ লজিক্যাল সিদ্ধান্ত গ্রহণ এবং সুরক্ষা ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত করে।
সিস্টেম যখন কাঁচা জলের ট্যাঙ্কে জলের নিম্ন স্তর, পূর্ণ উৎপাদন ট্যাঙ্ক, অতিরিক্ত কম ইনলেট চাপ, বা অতিরিক্ত উৎপাদিত জলের পরিবাহিতা সনাক্ত করে, তখন পিএলসি অবিলম্বে সরঞ্জাম ক্ষতি বা জলের গুণগত অস্বাভাবিকতা রোধ করতে শাটডাউন বা অ্যালার্ম কমান্ড কার্যকর করে।
একই সাথে, বিভিন্ন অপারেশনাল পর্যায়ে (স্টার্টআপ, ফ্লাশিং, উৎপাদন, শাটডাউন), পিএলসি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া অটোমেশন অর্জনের জন্য নিয়ন্ত্রণ যুক্তি পরিবর্তন করে, যা সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং ধারাবাহিকতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।
III. দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ এবং ডেটা ম্যানেজমেন্ট
বুদ্ধিমান বিকাশের সাথে, আধুনিক পিএলসিগুলি প্রায়শই হোস্ট কম্পিউটার বা টাচস্ক্রিন (HMI)-এর সাথে সংযুক্ত থাকে এবং এমনকি বিল্ডিং বা প্ল্যান্ট-ওয়াইড সেন্ট্রাল মনিটরিং সিস্টেম (SCADA)-এর সাথে একত্রিত হতে পারে।
অপারেটররা HMI-এর মাধ্যমে ফ্লো রেট, চাপ এবং পরিবাহিতার মতো রিয়েল-টাইম প্যারামিটার দেখতে পারে, দূর থেকে সেটপয়েন্টগুলি সামঞ্জস্য করতে পারে বা ঐতিহাসিক অপারেশনাল ডেটা পর্যালোচনা করতে পারে।
এটি RO সিস্টেমগুলির আরও বুদ্ধিমান এবং ভিজ্যুয়াল অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ সক্ষম করে।
IV. কেস স্টাডি: শিল্প বিশুদ্ধ জল সিস্টেম অ্যাপ্লিকেশন
Heyue বেভারেজ ফ্যাক্টরির জন্য বিশুদ্ধ জল তৈরির প্রকল্পে, ডিজাইন টিম পুরো RO সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ করতে একটি Siemens S7-1200 PLC ব্যবহার করেছে। সিস্টেমে কাঁচা জলের রাসায়নিক ডোজ, উচ্চ-চাপের পাম্প সেট, প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক RO ইউনিট, উৎপাদিত জলের স্টোরেজ ট্যাঙ্ক এবং কনসেনট্রেট রিকভারি ইউনিট রয়েছে।
পিএলসি নিম্নলিখিত ফাংশনগুলি সম্পাদন করতে Modbus প্রোটোকলের মাধ্যমে পরিবাহিতা মিটার, ফ্লো মিটার এবং ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভের সাথে যোগাযোগ করে:
কাঁচা জলের পাম্প চালু/বন্ধ করতে স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাঁচা জলের ট্যাঙ্কের স্তর নির্ধারণ করে;
উৎপাদিত জলের পরিবাহিতার উপর ভিত্তি করে ব্যাকওয়াশ ফ্রিকোয়েন্সি সমন্বয় করে;
HMI-তে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ফল্ট অ্যালার্ম আপলোড করে (যেমন, উচ্চ-চাপ ওভারলোড, নিম্ন-চাপ সুরক্ষা, মেমব্রেন ব্লকেজ);
সেন্ট্রাল কন্ট্রোল রুমে ইথারনেট সংযোগের মাধ্যমে দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ সমর্থন করে, যা তত্ত্বাবধানহীন অপারেশন সক্ষম করে।
অ্যাপ্লিকেশন ফলাফল জল সাশ্রয়ে ১৫% বৃদ্ধি দেখায়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে অপারেশনাল স্থিতিশীলতা উন্নত করে এবং ম্যানুয়াল পরিদর্শন ফ্রিকোয়েন্সি ৫০% হ্রাস করে।
উপসংহার:
RO রিভার্স অসমোসিস সিস্টেমে, পিএলসি কেবল একটি “নিয়ন্ত্রক” হিসেবে কাজ করে না, বরং এটি পুরো সিস্টেমের ‘মস্তিষ্ক’ এবং “অভিভাবক” হিসেবে কাজ করে।
এটি স্বয়ংক্রিয় সরঞ্জাম সমন্বয়, সুরক্ষা এবং দূরবর্তী ব্যবস্থাপনার সুবিধা দেয়, যা বিশুদ্ধ জল উৎপাদনকে আরও দক্ষ, স্থিতিশীল এবং বুদ্ধিমান করে তোলে।
ভবিষ্যতে, IoT এবং স্মার্ট ম্যানুফ্যাকচারিং-এর সমন্বয়ের সাথে, পিএলসিগুলি জল শোধন অটোমেশনে ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে থাকবে।
উপাদান
Siemens S7 - 200 SMART PLC + Fanyi টাচ স্ক্রিন + FBox IoT মডিউল + ABB ইনভার্টার
মূল সুবিধা
চালকবিহীন ও সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় পরিচালনা
মোবাইল ও কম্পিউটারের মাধ্যমে দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ
এসএমএস সতর্কতার মাধ্যমে ত্রুটিপূর্ণ সংকেত – অনায়াস ও কার্যকরী
মূল কার্যাবলী
১. স্ব-নিরীক্ষণ ও খরচ হ্রাস
অন্তর্নির্মিত স্ব-নিরীক্ষণ বৈশিষ্ট্য ম্যানুয়াল অন-সাইট পরিদর্শন কমিয়ে দেয়, যা সরাসরি O&M শ্রম খরচ কমায়।
২. স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা
সঠিক লজিক নিয়ন্ত্রণ: স্থিতিশীল, উচ্চ-নির্ভুল লজিক নিয়ন্ত্রণের জন্য Siemens S7 - 200 SMART PLC ব্যবহার করে, যা বিভিন্ন পয়ঃনিষ্কাশন পরিস্থিতিতে পাম্প ইউনিটের মসৃণ অপারেশন নিশ্চিত করে।
শক্তি-সাশ্রয়ী গতি নিয়ন্ত্রণ: ABB ইনভার্টার রিয়েল-টাইম পয়ঃনিষ্কাশন স্তরের প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে মোটর গতিকে গতিশীলভাবে সমন্বয় করে। এই “চাহিদা অনুযায়ী পরিচালনা” দক্ষতা বৃদ্ধি করে এবং অপ্রয়োজনীয় শক্তি অপচয় কমায়।
স্বজ্ঞাত অন-সাইট ব্যবস্থাপনা: Fanyi টাচ স্ক্রিন (HMI) অন-সাইট কর্মীদের জন্য একটি ভিজ্যুয়াল, ব্যবহারকারী-বান্ধব ইন্টারফেস সরবরাহ করে যা অপারেশন নিরীক্ষণ এবং স্বজ্ঞাতভাবে প্যারামিটার (যেমন, গতি, চাপ থ্রেশহোল্ড) সমন্বয় করতে সহায়তা করে।
৩. দূরবর্তী পর্যবেক্ষণ ও IoT ইন্টিগ্রেশন
ক্লাউড-সংযুক্ত ডেটা ট্রান্সমিশন: FBox IoT মডিউল ক্লাউড প্ল্যাটফর্মে রিয়েল-টাইম ডেটা সিঙ্ক করতে সক্ষম করে, যা PC/ওয়েব বা মোবাইল অ্যাপের মাধ্যমে দূরবর্তী অ্যাক্সেস সমর্থন করে।
যে কোনও স্থানে, যে কোনও সময় তদারকি: অপারেটররা যে কোনও স্থান থেকে পাম্পের অবস্থা (চলমান/বন্ধ), রিয়েল-টাইম প্রবাহের হার, ঐতিহাসিক ত্রুটি লগ ইত্যাদি পরীক্ষা করতে পারে। এমনকি সাইটের বাইরে থেকেও সময়মত হস্তক্ষেপ নিশ্চিত করা হয়।
৪. বুদ্ধিমান অ্যালার্ম সিস্টেম
একাধিক ত্রুটি সনাক্তকরণ: স্বয়ংক্রিয়ভাবে পাম্পে বাধা, বিদ্যুৎ বিভ্রাট বা উচ্চ জল স্তর এর মতো অস্বাভাবিকতা সনাক্ত করে।
তাত্ক্ষণিক এসএমএস সতর্কতা: ত্রুটি সনাক্তকরণের পরে রক্ষণাবেক্ষণ দলগুলির কাছে তাৎক্ষণিক এসএমএস বিজ্ঞপ্তি ট্রিগার করে, যা ডাউনটাইম কমিয়ে দেয় এবং পয়ঃনিষ্কাশন উপচে পড়ার ঝুঁকি প্রতিরোধ করে।
৫. শক্তি-সাশ্রয় ও কম রক্ষণাবেক্ষণ
ABB ইনভার্টার দক্ষতা: প্রকৃত পয়ঃনিষ্কাশন লোডের সাথে মিল রেখে পাম্পের গতি অপটিমাইজ করার মাধ্যমে, ঐতিহ্যবাহী নির্দিষ্ট-গতির সিস্টেমের তুলনায় বিদ্যুতের ব্যবহার ২০–৩০% হ্রাস করা হয়।
কম পরিধান ও টিয়ার: মসৃণ গতি সমন্বয় পাম্প/মোটরের উপর যান্ত্রিক ধাক্কা কমায়, যা উপাদানগুলির জীবনকাল বাড়ায় এবং দীর্ঘমেয়াদী রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কমায়।
স্বাস্থ্যসেবা সুবিধা প্রকল্প: শেনজেন নানশান হাসপাতাল
হাসপাতাল অ্যাপ্লিকেশনে পিএলসি কন্ট্রোল ক্যাবিনেট: গুরুত্বপূর্ণ কার্যাবলী ও প্রয়োগ
মূল অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি
ক। জীবন সমর্থন ব্যবস্থা
মেডিকেল গ্যাস নিয়ন্ত্রণ
কার্যকারিতা: অক্সিজেনের চাপ নিয়ন্ত্রণ করে (O2), নাইট্রাস অক্সাইড (N2O), এবং ভ্যাকুয়াম সিস্টেমগুলি 0.4–0.55 MPa এর মধ্যে, নিশ্চিত করে যে চাপের পরিবর্তন 1% এর নিচে থাকে।
পিএলসি-র ভূমিকা: এনালগ ইনপুট সিগন্যাল (4 - 20 mA) ব্যবহার করে পাইপলাইনের চাপ নিরীক্ষণ করে। যদি চাপ থ্রেশহোল্ড (EN ISO 7396 - 1 এ উল্লেখ করা হয়েছে) লঙ্ঘন করা হয় তবে অ্যালার্ম ট্রিগার করে।
নিরাপত্তা: NFPA 99 মানগুলির সাথে সঙ্গতি রেখে ফায়ার অ্যালার্মের সময় স্বয়ংক্রিয় শাটঅফ সক্ষম করে।
OR/ICU-এর জন্য HVAC
নির্ভুল নিয়ন্ত্রণ: ISO ক্লাস 5-এ বাতাসের পরিচ্ছন্নতা বজায় রাখে, তাপমাত্রা 20 - 24 °C এর মধ্যে এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH) 40 - 60% এর মধ্যে রাখে।
পিএলসি লজিক: পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (VFD) - চালিত ল্যামিনার ফ্লো নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করে, বাতাসের বেগ 0.25 - 0.35 m/s-এ বজায় রাখে। HEPA ফিল্টারগুলির ডিফারেনশিয়াল প্রেসার (DP) নিরীক্ষণ করে।
খ। পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট
গুরুত্বপূর্ণ লোড স্থানান্তর
বাস্তবায়ন: UL 1008 প্রয়োজনীয়তা অনুসারে গ্রিড ব্যর্থ হলে 10 সেকেন্ডের কম সময়ের মধ্যে স্বয়ংক্রিয়ভাবে জেনারেটর চালু করে।
পিএলসি লজিক: ক্লোজড - ট্রানজিশন সুইচিং সহ একটি ডুয়াল - সোর্স স্বয়ংক্রিয় ট্রান্সফার সুইচ (ATS) ব্যবহার করে।
হারমোনিক হ্রাস
সমাধান: পিএলসি - নিয়ন্ত্রিত সক্রিয় ফিল্টারগুলি এমআরআই এবং সিটি সরঞ্জাম দ্বারা উত্পন্ন হারমোনিকগুলিকে 5% এর কম মোট হারমোনিক বিকৃতি (THD) তে কমিয়ে দেয়।
গ। পরীক্ষাগার অটোমেশন
বায়োসেফটি ক্যাবিনেট
নিয়ন্ত্রণ: স্যাশের অবস্থানকে গতিশীলভাবে সমন্বয় করে 0.5 m/s এর একটি ফেস ভেলোসিটি বজায় রাখে।
ডেটা লগিং: 21 CFR পার্ট 11 মেনে অপারেশন রেকর্ড সংরক্ষণ করে।
বিশেষায়িত নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজনীয়তা
EMC বিবেচনা
শিল্ডিং
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যতা (EMC) নিশ্চিত করতে এমআরআই জোনে MIL - STD - 461G-এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ এনক্লোজার ব্যবহার করা হয়।
নয়েজ ইমিউনিটি
IEC 60601 - 1 - 2 নয়েজ ইমিউনিটি প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য ECG/EEG সরঞ্জামের জন্য অপটিক্যাল আইসোলেশন ব্যবহার করা হয়।
রিডানডেন্সি ডিজাইন
আর্কিটেকচার
অপারেশনাল ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করতে ডায়ালাইসিস মেশিনের জন্য ডুয়াল হট - স্ট্যান্ডবাই সিপিইউ (SIL 3) ব্যবহার করে।
ফেইলসেফ
100 ms-এর কম সময়ের ফেইলওভার টাইম সহ ওয়াচডগ টাইমার অন্তর্ভুক্ত করে।
অপারেশনাল সুবিধা
রোগীর নিরাপত্তা
ইন্টারলকড ভালভ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে অ্যানেস্থেটিক গ্যাসের মিশ্রণে ত্রুটি প্রতিরোধ করে।
শক্তি দক্ষতা
অধিক্রমণ-ভিত্তিক বায়ুচলাচল কৌশলগুলির মাধ্যমে HVAC শক্তি খরচ 30% হ্রাস করে।
রক্ষণাবেক্ষণ অপটিমাইজেশন
ভাইব্রেশন ফাস্ট ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম (FFT) বিশ্লেষণের মাধ্যমে পাম্প বেয়ারিং পরিধান সনাক্ত করতে ভবিষ্যদ্বাণীমূলক অ্যালগরিদম ব্যবহার করে।
বাস্তবায়ন উদাহরণ
বিভাগ
পিএলসি মডেল
মূল I/O কনফিগারেশন
OR স্যুট
Siemens S7 - 1500
16 AI (PT100), 32 DO (24 VDC)
ফার্মেসি
Allen - Bradley CompactLogix
8 - অক্ষীয় সার্ভো নিয়ন্ত্রণ
সেন্ট্রাল স্টেরাইল
Omron NJ501
EtherCAT - সংযুক্ত SCARA রোবট