در صنعت تصفیه آب، سیستم‌های RO (اسمز معکوس) جزء اصلی برای تولید آب خالص هستند. در پشت تمام سیستم، یک «فرمانده خاموش» - PLC (کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر) - عمل می‌کند. این دستگاه به عنوان واحد کنترل اصلی و «مغز» سیستم RO عمل می‌کند و عملکرد پایدار، کارآمد و ایمن را در طول فرآیند تضمین می‌کند.

I. عملکردهای اصلی PLC

سیستم RO شامل چندین دستگاه است، از جمله پمپ‌های آب خام، سیستم‌های تزریق مواد شیمیایی، پمپ‌های فشار قوی، ماژول‌های غشایی، کنتورهای هدایت الکتریکی و حسگرهای فشار، که همگی در طول عملیات به هماهنگی چند نقطه‌ای نیاز دارند. وظیفه اصلی PLC کنترل متمرکز و قفل منطقی این دستگاه‌ها است.

PLC از طریق پورت‌های ورودی، به طور مداوم سیگنال‌های مختلفی را جمع‌آوری می‌کند:

- سیگنال‌های سطح مایع: نظارت بر سطح آب در مخازن آب خام و مخازن آب محصول؛

سیگنال‌های فشار: ارزیابی وضعیت عملیاتی و آستانه‌های ایمنی پمپ فشار قوی؛

سیگنال‌های هدایت الکتریکی: تأیید انطباق کیفیت آب.

پورت‌های خروجی دستورات کنترلی را بر اساس ارزیابی‌های منطقی صادر می‌کنند - مانند راه‌اندازی/توقف پمپ، فعال‌سازی شیر، تزریق مواد شیمیایی، شستشوی معکوس و فلاشینگ - که امکان عملکرد خودکار را بدون مداخله مکرر دستی فراهم می‌کند.

II. قفل هوشمند و حفاظت ایمنی

کنترل PLC فراتر از «دستورات روشن/خاموش» ساده است و شامل تصمیم‌گیری‌های منطقی حیاتی و مکانیسم‌های حفاظتی می‌شود.

هنگامی که سیستم سطح آب کم در مخزن آب خام، مخازن تولید کامل، فشار ورودی بیش از حد کم یا هدایت الکتریکی آب محصول بیش از حد را تشخیص می‌دهد، PLC بلافاصله دستورات خاموش کردن یا هشدار را اجرا می‌کند تا از آسیب به تجهیزات یا ناهنجاری‌های کیفیت آب جلوگیری کند.

همزمان، در طول مراحل مختلف عملیاتی (راه‌اندازی، فلاشینگ، تولید، خاموش کردن)، PLC به طور خودکار منطق کنترل را تغییر می‌دهد تا به اتوماسیون کامل فرآیند دست یابد و قابلیت اطمینان و ثبات سیستم را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

III. نظارت از راه دور و مدیریت داده‌ها

با توسعه هوشمند، PLCهای مدرن اغلب به رایانه‌های میزبان یا صفحه‌های لمسی (HMI) متصل می‌شوند و حتی ممکن است در سیستم‌های نظارت مرکزی ساختمان یا کل کارخانه (SCADA) ادغام شوند.

اپراتورها می‌توانند پارامترهای بی‌درنگ مانند نرخ جریان، فشار و هدایت الکتریکی را از طریق HMI مشاهده کنند، نقاط تنظیم را از راه دور تنظیم کنند یا داده‌های عملیاتی تاریخی را بررسی کنند.

این امر امکان عملکرد و نگهداری هوشمندانه و بصری سیستم‌های RO را فراهم می‌کند.

IV. مطالعه موردی: کاربرد سیستم آب خالص صنعتی

در پروژه آماده‌سازی آب خالص برای کارخانه نوشیدنی Heyue، تیم طراحی از یک PLC زیمنس S7-1200 برای کنترل کل سیستم RO استفاده کرد. این سیستم شامل تزریق مواد شیمیایی آب خام، مجموعه‌های پمپ فشار قوی، واحدهای RO اولیه و ثانویه، مخازن ذخیره آب محصول و واحدهای بازیابی کنسانتره است.

PLC از طریق پروتکل Modbus با کنتورهای هدایت الکتریکی، فلومترها و درایوهای فرکانس متغیر ارتباط برقرار می‌کند تا عملکردهای زیر را انجام دهد:

به طور خودکار سطح مخزن آب خام را برای راه‌اندازی/توقف پمپ آب خام تعیین می‌کند؛

فرکانس شستشوی معکوس را بر اساس هدایت الکتریکی آب محصول تنظیم می‌کند؛

هشدارهای خطا (به عنوان مثال، اضافه بار فشار قوی، حفاظت از فشار کم، انسداد غشا) را به طور خودکار به HMI آپلود می‌کند؛

از نظارت از راه دور از طریق اتصال اترنت به اتاق کنترل مرکزی پشتیبانی می‌کند و امکان عملکرد بدون مراقبت را فراهم می‌کند.

نتایج کاربرد نشان‌دهنده افزایش 15 درصدی در صرفه‌جویی در مصرف آب، بهبود قابل توجه ثبات عملیاتی و کاهش 50 درصدی در دفعات بازرسی دستی است.

نتیجه:

در سیستم‌های اسمز معکوس RO، PLC نه تنها به عنوان یک «کنترل‌کننده» عمل می‌کند، بلکه به عنوان «مغز» و «نگهبان» کل سیستم عمل می‌کند.

این دستگاه هماهنگی خودکار تجهیزات، حفاظت ایمنی و مدیریت از راه دور را امکان‌پذیر می‌کند و تولید آب خالص را کارآمدتر، پایدارتر و هوشمندتر می‌کند.

با نگاهی به آینده، با ادغام اینترنت اشیا و تولید هوشمند، PLCها همچنان نقش حیاتی فزاینده‌ای در اتوماسیون تصفیه آب ایفا خواهند کرد.