Στη βιομηχανία επεξεργασίας νερού, τα συστήματα RO (αντίστροφης όσμωσης) είναι το βασικό συστατικό για την παραγωγή καθαρού νερού. Πίσω από ολόκληρο το σύστημα λειτουργεί ένας “σιωπηλός διοικητής”—το PLC (Programmable Logic Controller). Λειτουργεί ως η κεντρική μονάδα ελέγχου και το “εγκέφαλος” του συστήματος RO, διασφαλίζοντας σταθερή, αποτελεσματική και ασφαλή λειτουργία καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

I. Βασικές Λειτουργίες του PLC

Το σύστημα RO περιλαμβάνει πολλαπλές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων αντλιών ακατέργαστου νερού, συστημάτων δοσολογίας χημικών, αντλιών υψηλής πίεσης, μονάδων μεμβράνης, μετρητών αγωγιμότητας και αισθητήρων πίεσης, όλα απαιτούν συντονισμό πολλαπλών σημείων κατά τη λειτουργία. Το κύριο καθήκον του PLC είναι ο κεντρικός έλεγχος και η λογική διασύνδεση αυτών των συσκευών.

Μέσω θυρών εισόδου, το PLC συλλέγει συνεχώς διάφορα σήματα:

- Σήματα στάθμης υγρού: Παρακολούθηση των επιπέδων νερού σε δεξαμενές ακατέργαστου νερού και δεξαμενές προϊόντος νερού;

Σήματα πίεσης: Αξιολόγηση της κατάστασης λειτουργίας και των ορίων ασφαλείας της αντλίας υψηλής πίεσης;

Σήματα αγωγιμότητας: Επαλήθευση της συμμόρφωσης της ποιότητας του νερού.

Οι θύρες εξόδου εκδίδουν εντολές ελέγχου με βάση λογικές αξιολογήσεις—όπως εκκίνηση/διακοπή αντλίας, ενεργοποίηση βαλβίδας, δοσολογία χημικών, οπισθοπλύση και έκπλυση—επιτρέποντας την αυτοματοποιημένη λειτουργία χωρίς συχνή χειροκίνητη παρέμβαση.

II. Έξυπνη Διασύνδεση και Προστασία Ασφαλείας

Ο έλεγχος PLC επεκτείνεται πέρα από απλές “εντολές on/off” για να περιλαμβάνει κρίσιμη λογική λήψη αποφάσεων και προστατευτικούς μηχανισμούς.

Όταν το σύστημα ανιχνεύει χαμηλά επίπεδα νερού στη δεξαμενή ακατέργαστου νερού, γεμάτες δεξαμενές παραγωγής, υπερβολικά χαμηλή πίεση εισόδου ή υπερβολική αγωγιμότητα νερού προϊόντος, το PLC εκτελεί αμέσως εντολές διακοπής λειτουργίας ή συναγερμού για την αποφυγή ζημιάς στον εξοπλισμό ή ανωμαλιών στην ποιότητα του νερού.

Ταυτόχρονα, κατά τη διάρκεια διαφορετικών φάσεων λειτουργίας (εκκίνηση, έκπλυση, παραγωγή, διακοπή λειτουργίας), το PLC αλλάζει αυτόματα τη λογική ελέγχου για την επίτευξη πλήρους αυτοματοποίησης της διαδικασίας, ενισχύοντας σημαντικά την αξιοπιστία και τη συνέπεια του συστήματος.

III. Τηλεχειρισμός και Διαχείριση Δεδομένων

Με την έξυπνη ανάπτυξη, τα σύγχρονα PLC συνδέονται συχνά με κεντρικούς υπολογιστές ή οθόνες αφής (HMI) και μπορεί ακόμη και να ενσωματωθούν σε κεντρικά συστήματα παρακολούθησης κτιρίων ή εργοστασίων (SCADA).

Οι χειριστές μπορούν να δουν παραμέτρους σε πραγματικό χρόνο, όπως ρυθμός ροής, πίεση και αγωγιμότητα μέσω HMI, να ρυθμίσουν εξ αποστάσεως τα σημεία ρύθμισης ή να αναθεωρήσουν ιστορικά δεδομένα λειτουργίας.

Αυτό επιτρέπει πιο έξυπνη και οπτική λειτουργία και συντήρηση των συστημάτων RO.

IV. Μελέτη περίπτωσης: Εφαρμογή βιομηχανικού συστήματος καθαρού νερού

Στο έργο προετοιμασίας καθαρού νερού για το εργοστάσιο ποτών Heyue, η ομάδα σχεδιασμού χρησιμοποίησε ένα Siemens S7-1200 PLC για τον έλεγχο ολόκληρου του συστήματος RO. Το σύστημα περιλαμβάνει δοσολογία χημικών ακατέργαστου νερού, σύνολα αντλιών υψηλής πίεσης, πρωτοβάθμιες και δευτεροβάθμιες μονάδες RO, δεξαμενές αποθήκευσης νερού προϊόντος και μονάδες ανάκτησης συμπυκνώματος.

Το PLC επικοινωνεί με μετρητές αγωγιμότητας, μετρητές ροής και μεταβλητές συχνότητες κίνησης μέσω πρωτοκόλλου Modbus για την εκτέλεση των ακόλουθων λειτουργιών:

Προσδιορίζει αυτόματα τη στάθμη της δεξαμενής ακατέργαστου νερού για την ενεργοποίηση/διακοπή της αντλίας ακατέργαστου νερού;

Ρυθμίζει τη συχνότητα οπισθοπλύσης με βάση την αγωγιμότητα του νερού προϊόντος;

Μεταφορτώνει αυτόματα συναγερμούς σφαλμάτων (π.χ., υπερφόρτωση υψηλής πίεσης, προστασία χαμηλής πίεσης, απόφραξη μεμβράνης) στο HMI;

Υποστηρίζει απομακρυσμένη παρακολούθηση μέσω σύνδεσης Ethernet με την κεντρική αίθουσα ελέγχου, επιτρέποντας τη λειτουργία χωρίς επιτήρηση.

Τα αποτελέσματα της εφαρμογής δείχνουν αύξηση 15% στην εξοικονόμηση νερού, σημαντικά βελτιωμένη σταθερότητα λειτουργίας και μείωση 50% στη συχνότητα χειροκίνητης επιθεώρησης.

Συμπέρασμα:

Στα συστήματα αντίστροφης όσμωσης RO, το PLC λειτουργεί όχι μόνο ως “ελεγκτής,” αλλά και ως ο ‘εγκέφαλος’ και “φύλακας” ολόκληρου του συστήματος.

Επιτρέπει τον αυτοματοποιημένο συντονισμό του εξοπλισμού, την προστασία ασφαλείας και την απομακρυσμένη διαχείριση, καθιστώντας την παραγωγή καθαρού νερού πιο αποτελεσματική, σταθερή και έξυπνη.

Κοιτάζοντας μπροστά, με την ενσωμάτωση του IoT και της έξυπνης κατασκευής, τα PLC θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν έναν όλο και πιο ζωτικό ρόλο στην αυτοματοποίηση της επεξεργασίας νερού.