Dans l'industrie du traitement de l'eau, les systèmes d'osmose inverse (OI) sont le composant clé pour produire de l'eau pure. Derrière l'ensemble du système opère un « commandant silencieux » — l'automate programmable industriel (API). Il sert d'unité de contrôle centrale et de « cerveau » du système d'OI, assurant un fonctionnement stable, efficace et sûr tout au long du processus.

I. Fonctions principales de l'API

Le système d'OI comprend plusieurs appareils, notamment des pompes d'eau brute, des systèmes de dosage chimique, des pompes haute pression, des modules à membrane, des conductivimètres et des capteurs de pression, qui nécessitent tous une coordination multipoint pendant le fonctionnement. La tâche principale de l'API est le contrôle centralisé et l'imbrication logique de ces appareils.

Grâce aux ports d'entrée, l'API collecte en permanence divers signaux :

- Signaux de niveau de liquide : surveiller les niveaux d'eau dans les réservoirs d'eau brute et les réservoirs d'eau produite ;

Signaux de pression : évaluer l'état de fonctionnement et les seuils de sécurité de la pompe haute pression ;

Signaux de conductivité : vérifier la conformité de la qualité de l'eau.

Les ports de sortie émettent des commandes de contrôle basées sur des évaluations logiques — telles que le démarrage/arrêt des pompes, l'actionnement des vannes, le dosage chimique, le lavage à contre-courant et le rinçage — permettant un fonctionnement automatisé sans intervention manuelle fréquente.

II. Verrouillage intelligent et protection de la sécurité

Le contrôle par API s'étend au-delà des simples « commandes marche/arrêt » pour englober une prise de décision logique critique et des mécanismes de protection.

Lorsque le système détecte de faibles niveaux d'eau dans le réservoir d'eau brute, des réservoirs de production pleins, une pression d'entrée excessivement basse ou une conductivité de l'eau produite excessive, l'API exécute immédiatement des commandes d'arrêt ou d'alarme pour éviter d'endommager l'équipement ou des anomalies de la qualité de l'eau.

Simultanément, pendant les différentes phases de fonctionnement (démarrage, rinçage, production, arrêt), l'API bascule automatiquement la logique de contrôle pour réaliser une automatisation complète du processus, améliorant considérablement la fiabilité et la cohérence du système.

III. Surveillance à distance et gestion des données

Avec le développement intelligent, les API modernes sont souvent connectés à des ordinateurs hôtes ou à des écrans tactiles (IHM), et peuvent même s'intégrer dans des systèmes de surveillance centraux à l'échelle du bâtiment ou de l'usine (SCADA).

Les opérateurs peuvent visualiser les paramètres en temps réel tels que le débit, la pression et la conductivité via l'IHM, ajuster à distance les points de consigne ou consulter les données opérationnelles historiques.

Cela permet un fonctionnement et une maintenance plus intelligents et visuels des systèmes d'OI.

IV. Étude de cas : Application du système d'eau pure industrielle

Dans le projet de préparation d'eau pure pour l'usine de boissons Heyue, l'équipe de conception a utilisé un API Siemens S7-1200 pour contrôler l'ensemble du système d'OI. Le système comprend le dosage chimique de l'eau brute, des groupes de pompes haute pression, des unités d'OI primaires et secondaires, des réservoirs de stockage d'eau produite et des unités de récupération des concentrés.

L'API communique avec les conductivimètres, les débitmètres et les variateurs de fréquence via le protocole Modbus pour effectuer les fonctions suivantes :

Détermine automatiquement le niveau du réservoir d'eau brute pour déclencher le démarrage/arrêt de la pompe d'eau brute ;

Ajuste la fréquence de lavage à contre-courant en fonction de la conductivité de l'eau produite ;

Télécharge automatiquement les alarmes de défaut (par exemple, surcharge haute pression, protection basse pression, blocage de la membrane) vers l'IHM ;

Prend en charge la surveillance à distance via une connexion Ethernet vers la salle de contrôle centrale, permettant un fonctionnement sans surveillance.

Les résultats de l'application montrent une augmentation de 15 % des économies d'eau, une stabilité opérationnelle considérablement améliorée et une réduction de 50 % de la fréquence des inspections manuelles.

Conclusion :

Dans les systèmes d'osmose inverse (OI), l'API ne sert pas seulement de « contrôleur », mais de « cerveau » et de « gardien » de l'ensemble du système.

Il permet la coordination automatisée des équipements, la protection de la sécurité et la gestion à distance, rendant la production d'eau pure plus efficace, stable et intelligente.

À l'avenir, avec l'intégration de l'IoT et de la fabrication intelligente, les API continueront de jouer un rôle de plus en plus vital dans l'automatisation du traitement de l'eau.