จุดตัดสินใจที่สำคัญในการออกแบบระบบควบคุมการออสโมซิสย้อนกลับ

เทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิส (RO) เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในสาขาการบำบัดน้ำอุตสาหกรรม ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการเตรียมน้ำบริสุทธิ์สูง การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ และการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลในอุตสาหกรรมไฟฟ้า เคมีภัณฑ์ ยา และอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบระบบควบคุมแกนกลางของระบบนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ระดับการใช้พลังงาน และอายุการใช้งานของอุปกรณ์

 

การควบคุมแบบร่วมมือของระบบก่อนการประมวลผล

เมมเบรนแบบรีเวิร์สออสโมซิสมีความไวต่อคุณภาพของน้ำที่ไหลเข้า และจำเป็นต้องผ่านการบำบัดเบื้องต้นในหลายขั้นตอน (เช่น การกรองทราย การดูดซับด้วยคาร์บอนกัมมันต์ และการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน) เพื่อกำจัดสารมลพิษต่างๆ เช่น ของแข็งแขวนลอย คอลลอยด์ และสารอินทรีย์ ระบบควบคุมจำเป็นต้องบรรลุ:

1. การเชื่อมโยงกระบวนการหลายระดับ

ปรับปริมาณสารตกตะกอน ความถี่ในการล้างย้อนกลับ และความแม่นยำในการกรองแบบไดนามิกตามคุณภาพน้ำดิบ

2. การติดตาม SDI (ดัชนีมลพิษ) ออนไลน์:

การตอบรับแบบเรียลไทม์ของผลการบำบัดล่วงหน้าผ่านเครื่องวัดความขุ่นและเครื่องนับอนุภาคเพื่อหลีกเลี่ยงการอุดตันของส่วนประกอบเมมเบรน

3. การเพิ่มประสิทธิภาพการปรับค่า pH

ปรับปริมาณกรดที่เติมตามความเป็นด่างของแหล่งน้ำเพื่อควบคุมความเสี่ยงของการเกิดตะกรันและลดการใช้สารเคมี

 

การจับคู่แบบไดนามิกของปั๊มแรงดันสูงและการควบคุมแรงดัน

แรงขับเคลื่อนหลักของระบบ RO มาจากปั๊มแรงดันสูง ระบบควบคุมจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาต่อไปนี้:

1. การควบคุมความเร็วการแปลงความถี่

ความเร็วของปั๊มจะถูกปรับโดยตัวแปลงความถี่เพื่อให้ตรงกับความต้องการการไหลของน้ำและลดผลกระทบของการเริ่ม-หยุด

2. สมดุลแรงดันระหว่างส่วนต่างๆ

ในระบบ RO หลายขั้นตอน จะใช้เซ็นเซอร์แรงดัน + วาล์วควบคุมไฟฟ้าเพื่อปรับความแตกต่างของแรงดันระหว่างขั้นตอนต่างๆ ให้เหมาะสม (โดยปกติควบคุมที่ 0.2-0.3 MPa)

3. การเพิ่มประสิทธิภาพการปรับค่า pH

ในสถานการณ์การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล สามารถใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือตัวแลกเปลี่ยนแรงดัน (PX) เพื่อกู้คืนพลังงานแรงดันน้ำที่เข้มข้น ช่วยลดการใช้พลังงานได้มากกว่า 30%

 

ข้อกำหนดกระบวนการสำหรับเครื่องมือวัดและการควบคุมโปรแกรมระหว่างการทำงานของระบบ RO

1. การปรับขนาดยา

ปริมาณยาจะถูกปรับโดยกลไกการปรับตามสัดส่วน โดยจะปรับปั๊มวัดปริมาณยาโดยอัตโนมัติเพื่อทำการจ่ายปริมาณยาตามสัดส่วนตามสัญญาณจากมาตรวัดอัตราการไหลของน้ำ

2. มาตรวัดระดับของเหลว

กล่องวัดระดับมีมาตรวัดระดับของเหลวในสถานที่และสัญญาณเตือนระดับของเหลวต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการตวงยาจะไม่หยุดชะงักเนื่องจากยาในถังของเหลวขาดหายไป

3. แผงหน้าปัดการจ่ายน้ำ

มีแผงหน้าปัดน้ำประปาติดตั้งอยู่ภายในอาคาร ซึ่งติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหลและมาตรวัดอัตราการไหลสะสม เครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า และเครื่องวัดค่า pH นอกจากนี้ สัญญาณพารามิเตอร์ที่ส่งจากเครื่องวัดแรงดันน้ำประปา เครื่องวัดอัตราการไหล เครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า และเครื่องวัดค่า pH จะถูกส่งไปยังห้องควบคุมส่วนกลางเพื่อบันทึกค่าอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกัน สัญญาณที่ส่งจากเครื่องวัดอัตราการไหลจะควบคุมปั๊มวัดปริมาณน้ำให้จ่ายน้ำตามสัดส่วนที่กำหนด สัญญาณเตือนค่าสูงและต่ำที่ส่งจากเครื่องวัดค่า pH จะถูกส่งไปยังห้องควบคุมส่วนกลางเพื่อแจ้งเตือน

4. ตัวกรองความปลอดภัย

ทางเข้าและทางออกของตัวกรองนิรภัยมีตัวบ่งชี้แรงดันติดตั้งอยู่ เมื่อความแตกต่างของแรงดันทางเข้าและทางออกของตัวกรองนิรภัยถึงค่าที่ตั้งไว้หรือทำงานเป็นระยะเวลาหนึ่ง จำเป็นต้องเปลี่ยนไส้กรอง

5. สวิตช์ปั๊มแรงดันสูง

ด้านทางเข้าและทางออกของปั๊มแรงดันสูงมีสวิตช์แรงดันต่ำและสวิตช์แรงดันสูงตามลำดับ เมื่อแรงดันขาเข้าของปั๊มแรงดันสูงต่ำกว่าค่าจำกัด สวิตช์แรงดันต่ำจะปิดและส่งสัญญาณไปยัง PLC ซึ่งจะส่งสัญญาณเตือนและหยุดการทำงานของปั๊มแรงดันสูงโดยอัตโนมัติ เมื่อแรงดันขาออกของปั๊มแรงดันสูงสูงกว่าค่าจำกัด สวิตช์แรงดันสูงจะปิดและส่งสัญญาณไปยัง PLC หลังจากหน่วงเวลาไว้ระยะหนึ่ง หากแรงดันด้านแรงดันสูงของปั๊มแรงดันสูงยังคงสูงกว่าค่าจำกัด PLC จะส่งสัญญาณเตือนภัยและหยุดการทำงานของปั๊มแรงดันสูงโดยอัตโนมัติ หากสวิตช์แรงดันสูงกลับสู่สถานะตัดการเชื่อมต่อภายในช่วงหน่วงเวลา PLC จะยกเลิกสัญญาณอินพุตโดยอัตโนมัติ

6. ปั๊มแรงดันสูงไฟฟ้าเปิดประตูช้า

ทางออกของปั๊มแรงดันสูงติดตั้งประตูเปิดช้าแบบไฟฟ้า หลังจากปั๊มแรงดันสูงเริ่มทำงาน ประตูเปิดช้าจะเปิดช้าโดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนเมมเบรน RO ไม่ได้รับความเสียหายจากค้อนน้ำ หากประตูเปิดช้าเสียและไม่เปิดภายในเวลาที่กำหนด แรงดันทางออกของปั๊มแรงดันสูงจะเพิ่มขึ้น สวิตช์แรงดันจะส่งสัญญาณเตือนและหยุดการทำงานของปั๊มแรงดันสูงโดยอัตโนมัติผ่าน PLC อุปกรณ์ RO แต่ละเครื่องมีแผงควบคุมภายในสถานที่ ซึ่งติดตั้งมาตรวัดอัตราการไหลสำหรับน้ำผลิตภัณฑ์ RO ขั้นที่ 1, ขั้นที่ 2 และการระบายน้ำ (หน้าจอแสดงอัตราการไหลและอัตราการไหลสะสม) และมาตรวัดค่าการนำไฟฟ้าของน้ำผลิตภัณฑ์

7. ข้อกำหนดการควบคุมโปรแกรม

สัญญาณพารามิเตอร์ที่ส่งจากเครื่องวัดอัตราการไหลและเครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังห้องควบคุมส่วนกลางเพื่อบันทึกอย่างต่อเนื่อง และจะมีสัญญาณเตือนค่าการนำไฟฟ้าสูง แผงควบคุมภายในประกอบด้วยปุ่มสตาร์ทและหยุดปั๊มแรงดันสูงพร้อมไฟแสดงสถานะ ปุ่มหยุดฉุกเฉินของระบบและไฟแสดงสถานะ และปุ่มเปิด-ปิดประตูไฟฟ้าแบบช้าพร้อมไฟแสดงสถานะ

8. หน้าปัด RO

อุปกรณ์ RO แต่ละเครื่องจะติดตั้งแผงวัดแรงดันในสถานที่ ซึ่งมีการติดตั้งตัวบ่งชี้แรงดันทางเข้าน้ำขั้นที่ 1 แรงดันทางเข้าน้ำขั้นที่ 2 และแรงดันการระบายของ RO ไว้บนแผงดังกล่าว

9. แผงควบคุมกลาง

แผงควบคุมส่วนกลางประกอบด้วยสวิตช์ควบคุม 3 ตำแหน่ง (อัตโนมัติ 1 ตำแหน่ง, ปิด 1 ตำแหน่ง และแบบแมนนวล 1 ตำแหน่ง) สำหรับปั๊มแรงดันสูง ปั๊มวัดปริมาณ และปั๊มน้ำล้าง รวมถึงปุ่มเริ่มและหยุดการทำงานของระบบตามโปรแกรม ซึ่งสามารถใช้งานรีโมตคอนโทรลห้องควบคุมอัตโนมัติและฟังก์ชันการทำงานแบบแมนนวลของอุปกรณ์ข้างต้นได้ เมื่อหมุนสวิตช์ 3 ตำแหน่งไปที่ตำแหน่ง "อัตโนมัติ" อุปกรณ์ข้างต้นจะไม่สามารถทำงานในพื้นที่ได้

 

กระบวนการเริ่มต้นและการทำงานของอุปกรณ์ RO

1. การเริ่มต้นและการดำเนินงานโปรแกรมอุปกรณ์ RO

ขั้นแรก ให้ตั้งสวิตช์ควบคุมของปั๊มแรงดันสูงและปั๊มวัดค่าในตำแหน่ง "อัตโนมัติ" จากนั้นกดปุ่มเริ่มโปรแกรมของอุปกรณ์ RO แต่ละเครื่อง ในขั้นตอนนี้ ตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) จะตรวจจับระดับของเหลวในกล่องวัดค่าทั้งหมดและแรงดันที่ด้านทางเข้าของปั๊มแรงดันสูงโดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ หากตรวจพบระดับของเหลว "ต่ำ" หรือแรงดัน "ต่ำ" ที่ด้านทางเข้าของปั๊มแรงดันสูง PLC จะส่งสัญญาณเตือนด้วยเสียงและภาพ และหยุดการทำงานของโปรแกรม

หลังจากปิดสัญญาณเตือนแล้ว ให้กดปุ่มเริ่มโปรแกรมอีกครั้ง โปรแกรมจะเริ่มทำงานอีกครั้ง โดยปั๊มจ่ายสารและปั๊มแรงดันสูงจะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ และเปิดประตูไฟฟ้าแบบเปิดช้าพร้อมกัน หากแรงดันด้านแรงดันสูงของปั๊มแรงดันสูงยังคงสูงกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้หลังจากเวลาหน่วงที่กำหนดไว้ PLC จะส่งสัญญาณเตือนและหยุดการทำงานของปั๊มแรงดันสูงและปั๊มวัดปริมาณโดยอัตโนมัติ และปิดประตูไฟฟ้าแบบเปิดช้าโดยอัตโนมัติ
หากสวิตช์แรงดันสูงกลับสู่สถานะตัดการเชื่อมต่อภายในช่วงหน่วงเวลา PLC จะยกเลิกสัญญาณอินพุตสวิตช์แรงดันสูงโดยอัตโนมัติ และระบบจะเข้าสู่ขั้นตอนการทำงานปกติ

2. การเริ่มต้นและการใช้งานห้องควบคุมอุปกรณ์ RO ด้วยตนเอง

เมื่อสวิตช์ควบคุมของปั๊มแรงดันสูง ปั๊มวัดปริมาณ และปั๊มน้ำล้างอยู่ในตำแหน่ง "แมนนวล" ก็สามารถใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าวข้างต้นในห้องควบคุมได้

3. การเริ่มต้นและการใช้งานอุปกรณ์ RO ด้วยตนเองในสถานที่

เมื่อสวิตช์ควบคุมของปั๊มแรงดันสูงและปั๊มวัดปริมาณอยู่ในตำแหน่ง "ปิด" ก็สามารถสตาร์ทและสั่งงานอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยตนเองในสถานที่ได้

ไม่ว่าในกรณีใด การทำงานของอุปกรณ์ RO สามารถหยุดได้ทันทีโดยการกดปุ่มหยุดฉุกเฉินของระบบบนแผงหน้าปัดภายในเครื่อง

4. อุปกรณ์ RO หยุดทำงาน

เมื่ออุปกรณ์ RO หยุดโดยอัตโนมัติหรือผู้ปฏิบัติงานหยุดโดยการกดปุ่มหยุดตามโปรแกรม ปั๊มแรงดันสูงจะหยุดทำงาน ปั๊มวัดจะหยุดทำงานแบบล็อกกัน และประตูไฟฟ้าเปิดช้าที่ทางออกของปั๊มแรงดันสูงจะปิดโดยอัตโนมัติ

 

กระบวนการเริ่มต้นและการทำงานของอุปกรณ์ RO

การประกอบเครื่องมือและระบบควบคุม PLC ถูกกำหนดตามข้อกำหนดของระบบ RO สำหรับเครื่องมือและการควบคุม

1. สวิตช์ระดับของเหลว

ส่งสัญญาณระดับต่ำ

2. เครื่องวัดอัตราการไหล

การแสดงค่าการไหลทันทีและค่าการไหลสะสม

3. เครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า

จอแสดงผลแบบดิจิทัลพร้อมเอาต์พุตสัญญาณเตือนค่าการนำไฟฟ้าสูงและเอาต์พุตสัญญาณกระแสไฟ 4~20mA

4. เครื่องวัดค่า pH

จอแสดงผลแบบดิจิทัลพร้อมเอาต์พุตสัญญาณเตือนค่า pH สูงและต่ำที่ผู้ใช้สามารถตั้งค่าได้ และเอาต์พุตสัญญาณกระแสไฟ 4-20mA