En la industria del tratamiento de agua, los sistemas de ósmosis inversa (OI) son el componente clave para producir agua pura. Detrás de todo el sistema opera un “comandante silencioso”—el PLC (Controlador Lógico Programable). Sirve como la unidad de control central y el “cerebro” del sistema de OI, asegurando una operación estable, eficiente y segura durante todo el proceso.

I. Funciones principales del PLC

El sistema de OI comprende múltiples dispositivos, incluyendo bombas de agua cruda, sistemas de dosificación de químicos, bombas de alta presión, módulos de membrana, medidores de conductividad y sensores de presión, todos los cuales requieren coordinación multipunto durante la operación. La tarea principal del PLC es el control centralizado y el enclavamiento lógico de estos dispositivos.

A través de los puertos de entrada, el PLC recopila continuamente varias señales:

- Señales de nivel de líquido: Monitorean los niveles de agua en los tanques de agua cruda y los tanques de agua producto;

Señales de presión: Evalúan el estado operativo y los umbrales de seguridad de la bomba de alta presión;

Señales de conductividad: Verifican el cumplimiento de la calidad del agua.

Los puertos de salida emiten comandos de control basados en evaluaciones lógicas—como el arranque/parada de la bomba, la activación de la válvula, la dosificación de químicos, el retrolavado y el enjuague—permitiendo la operación automatizada sin intervención manual frecuente.

II. Enclavamiento inteligente y protección de seguridad

El control del PLC se extiende más allá de los simples “comandos de encendido/apagado” para abarcar la toma de decisiones lógicas críticas y los mecanismos de protección.

Cuando el sistema detecta bajos niveles de agua en el tanque de agua cruda, tanques de producción llenos, presión de entrada excesivamente baja o conductividad excesiva del agua producto, el PLC ejecuta inmediatamente comandos de apagado o alarma para evitar daños al equipo o anomalías en la calidad del agua.

Simultáneamente, durante las diferentes fases operativas (arranque, enjuague, producción, apagado), el PLC cambia automáticamente la lógica de control para lograr la automatización de todo el proceso, mejorando significativamente la fiabilidad y la consistencia del sistema.

III. Monitoreo remoto y gestión de datos

Con el desarrollo inteligente, los PLC modernos a menudo se conectan a computadoras host o pantallas táctiles (HMI), e incluso pueden integrarse en sistemas de monitoreo centralizados de edificios o plantas (SCADA).

Los operadores pueden ver parámetros en tiempo real como el caudal, la presión y la conductividad a través de la HMI, ajustar remotamente los puntos de ajuste o revisar los datos operativos históricos.

Esto permite una operación y mantenimiento más inteligentes y visuales de los sistemas de OI.

IV. Estudio de caso: Aplicación del sistema de agua pura industrial

En el proyecto de preparación de agua pura para la fábrica de bebidas Heyue, el equipo de diseño empleó un PLC Siemens S7-1200 para controlar todo el sistema de OI. El sistema comprende la dosificación de químicos de agua cruda, conjuntos de bombas de alta presión, unidades de OI primarias y secundarias, tanques de almacenamiento de agua producto y unidades de recuperación de concentrado.

El PLC se comunica con los medidores de conductividad, los medidores de flujo y los variadores de frecuencia a través del protocolo Modbus para realizar las siguientes funciones:

Determina automáticamente el nivel del tanque de agua cruda para activar el arranque/parada de la bomba de agua cruda;

Ajusta la frecuencia de retrolavado en función de la conductividad del agua producto;

Carga automáticamente las alarmas de fallo (por ejemplo, sobrecarga de alta presión, protección de baja presión, bloqueo de membrana) a la HMI;

Admite el monitoreo remoto a través de la conexión Ethernet a la sala de control central, lo que permite la operación desatendida.

Los resultados de la aplicación muestran un aumento del 15% en el ahorro de agua, una estabilidad operativa significativamente mejorada y una reducción del 50% en la frecuencia de inspección manual.

Conclusión:

En los sistemas de ósmosis inversa (OI), el PLC sirve no solo como un “controlador,” sino como el ‘cerebro’ y el “guardián” de todo el sistema.

Permite la coordinación automatizada del equipo, la protección de seguridad y la gestión remota, haciendo que la producción de agua pura sea más eficiente, estable e inteligente.

De cara al futuro, con la integración de IoT y la fabricación inteligente, los PLC seguirán desempeñando un papel cada vez más vital en la automatización del tratamiento de agua.