Trong ngành xử lý nước, hệ thống RO (thẩm thấu ngược) là thành phần then chốt để sản xuất nước tinh khiết. Đằng sau toàn bộ hệ thống vận hành một “người chỉ huy thầm lặng”—PLC (Bộ điều khiển logic khả trình). Nó đóng vai trò là bộ phận điều khiển cốt lõi và “bộ não” của hệ thống RO, đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu quả và an toàn trong suốt quá trình.

I. Các Chức năng Chính của PLC

Hệ thống RO bao gồm nhiều thiết bị, bao gồm bơm nước thô, hệ thống định lượng hóa chất, bơm cao áp, mô-đun màng, đồng hồ đo độ dẫn điện và cảm biến áp suất, tất cả đều yêu cầu sự phối hợp đa điểm trong quá trình vận hành. Nhiệm vụ chính của PLC là điều khiển tập trung và liên kết logic của các thiết bị này.

Thông qua các cổng đầu vào, PLC liên tục thu thập các tín hiệu khác nhau:

- Tín hiệu mức chất lỏng: Giám sát mức nước trong bể chứa nước thô và bể chứa nước thành phẩm;

Tín hiệu áp suất: Đánh giá trạng thái hoạt động và ngưỡng an toàn của bơm cao áp;

Tín hiệu độ dẫn điện: Xác minh sự tuân thủ chất lượng nước.

Các cổng đầu ra phát ra các lệnh điều khiển dựa trên các đánh giá logic—chẳng hạn như khởi động/dừng bơm, kích hoạt van, định lượng hóa chất, rửa ngược và xả—cho phép vận hành tự động mà không cần sự can thiệp thủ công thường xuyên.

II. Liên Kết Thông Minh và Bảo Vệ An Toàn

Điều khiển PLC mở rộng ra ngoài các “lệnh bật/tắt” đơn giản để bao gồm việc ra quyết định logic quan trọng và các cơ chế bảo vệ.

Khi hệ thống phát hiện mức nước thấp trong bể chứa nước thô, bể chứa đầy sản phẩm, áp suất đầu vào quá thấp hoặc độ dẫn điện của nước thành phẩm quá cao, PLC sẽ ngay lập tức thực hiện các lệnh tắt hoặc báo động để ngăn ngừa hư hỏng thiết bị hoặc các bất thường về chất lượng nước.

Đồng thời, trong các giai đoạn vận hành khác nhau (khởi động, xả, sản xuất, tắt máy), PLC tự động chuyển đổi logic điều khiển để đạt được tự động hóa toàn bộ quy trình, tăng cường đáng kể độ tin cậy và tính nhất quán của hệ thống.

III. Giám Sát Từ Xa và Quản Lý Dữ Liệu

Với sự phát triển thông minh, PLC hiện đại thường được kết nối với máy tính chủ hoặc màn hình cảm ứng (HMI) và thậm chí có thể tích hợp vào các hệ thống giám sát trung tâm trong toàn nhà hoặc toàn nhà máy (SCADA).

Người vận hành có thể xem các thông số theo thời gian thực như tốc độ dòng chảy, áp suất và độ dẫn điện thông qua HMI, điều chỉnh từ xa các điểm đặt hoặc xem lại dữ liệu vận hành trong quá khứ.

Điều này cho phép vận hành và bảo trì hệ thống RO thông minh và trực quan hơn.

IV. Nghiên Cứu Tình Huống: Ứng Dụng Hệ Thống Nước Tinh Khiết Công Nghiệp

Trong dự án chuẩn bị nước tinh khiết cho Nhà máy Đồ uống Heyue, nhóm thiết kế đã sử dụng PLC Siemens S7-1200 để điều khiển toàn bộ hệ thống RO. Hệ thống bao gồm định lượng hóa chất nước thô, bộ bơm cao áp, các đơn vị RO sơ cấp và thứ cấp, bể chứa nước thành phẩm và các đơn vị thu hồi nước cô đặc.

PLC giao tiếp với đồng hồ đo độ dẫn điện, đồng hồ đo lưu lượng và bộ biến tần thông qua giao thức Modbus để thực hiện các chức năng sau:

Tự động xác định mức bể chứa nước thô để kích hoạt khởi động/dừng bơm nước thô;

Điều chỉnh tần suất rửa ngược dựa trên độ dẫn điện của nước thành phẩm;

Tự động tải lên các cảnh báo lỗi (ví dụ: quá tải áp suất cao, bảo vệ áp suất thấp, tắc màng) lên HMI;

Hỗ trợ giám sát từ xa thông qua kết nối Ethernet với phòng điều khiển trung tâm, cho phép vận hành không cần người trông coi.

Kết quả ứng dụng cho thấy lượng nước tiết kiệm tăng 15%, cải thiện đáng kể độ ổn định vận hành và giảm 50% tần suất kiểm tra thủ công.

Kết luận:

Trong hệ thống thẩm thấu ngược RO, PLC không chỉ đóng vai trò là một “bộ điều khiển,” mà còn là ‘bộ não’ và “người bảo vệ” của toàn bộ hệ thống.

Nó cho phép phối hợp thiết bị tự động, bảo vệ an toàn và quản lý từ xa, giúp sản xuất nước tinh khiết hiệu quả, ổn định và thông minh hơn.

Hướng tới tương lai, với sự tích hợp của IoT và sản xuất thông minh, PLC sẽ tiếp tục đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong tự động hóa xử lý nước.