Jet loop reaktörler için otomasyon sistemi tasarımı ve uygulanması

Abstract

Endüstrinin talebi olan daha kaliteli, daha hatasız ve ucuz üretim ihtiyacı işletmeler için otomasyon talebini hızlandırmıştır. Otomasyon kısaca insan gücü ve insan inisiyatifinde yapılan işlemlerin insan müdahalesine gerek kalmadan gerçeklemesini sağlayan sistemler olarak tanımlanabilir. Atıksu arıtma sistemlerinde kontrol edilmesi talep edilen birçok parametre mevcuttur. Bu parametrelerden bazıları; basınç, sıvı seviyesi, debi, bulanıklık, sertlik, sıcaklık, pH, redoks, iletkenlik, çözünmüş oksijen olarak sayılabilir. Her atıksu arıtma tesisinde bu parametrelerden bir veya birkaçı kontrol edilmektedir. Kontrol edilen parametrelerin sayısının artması tesisten arıtılan su kalitesine etki etmektedir. Bu parametrelerin insan duyuları ile takip edilmesinin zorluğu atıksu arıtma tesislerinde otomasyonu gerekli kılmaktadır. Tesisin etkin çalışabilmesi için proses değişkenleri tam zamanlı izlenmeli ve otomatik olarak kontrolü gerçekleşmelidir. Jet Loop reaktörler atıkıksu arıtma sistemlerinden biri olan yenilikçi bir arıtma sistemidir. Diğer sistemlere göre daha az yer kaplayan Jet Loop reaktörlerin enerji tüketimi de oldukça düşüktür. Sistemin proses süresi emsallerine göre oldukça kısadır. Bu çalışmada, Tübitak 115Y615 projesi kapsamında geliştirilmiş olan Jet Loop reaktörün otomasyonu yapılmıştır. Bu çalışma kapsamında jet-loop membran reaktörün tüm parametreleri PLC üzerinden anlık olarak gözlemlenebilmesi ve sistemin orantısal vanalar ve pompalar yardımıyla kontrol edilebilmesi gerçekleştirilmiştir. Otomasyon sisteminde reaktör üstündeki veriler sensörler vasıtası ile PLC ye aktarılmış ve sistemin kontrolü çalışma kapsamında geliştirlen senaryoya göre gerçekleştirilmiştir. PLC ye bağlanan bir HMI ile veriler ve sistem bileşenlerinin çalışma durumları takip edilmiştir. Ayrıca HMI üzerinden internet vasıtası ile uzaktan erişim sağlanarak sistemin kontrolü uzaktan erişimli hale de getirilmiştir.

The demand for higher quality, more accurate and cheaper production, which is the demand of the industry, has accelerated the demand for automation for enterprises. In short, automation can be defined as systems that enable the operations carried out on the human initiative and manpower to be realized without the need for human intervention. There are many parameters requested to be controlled in wastewater treatment systems. Some of these parameters are; pressure, liquid level, flow, turbidity, hardness, temperature, pH, redox, conductivity, dissolved oxygen. One or more of these parameters are controlled in each wastewater treatment plant. The increase in the number of controlled parameters affects the quality of the treated water. The difficulty of monitoring these parameters with human senses necessitates automation in wastewater treatment plants. In order for the plant to operate effectively, process variables must be monitored full-time and automatically controlled. Jet Loop reactor is an innovative treatment system which is one of the wastewater treatment systems. The energy consumption of Jet Loop reactors, which take up less space than other systems, is also very low. The process time of the system is very short compared to its peers. In this study, the automation of the Jet Loop reactor developed within the scope of Tübitak 115Y615 project was made. In this study, all parameters of jetloop membrane reactor can be monitored instantly by PLC and system can be controlled by proportional valves and pumps. In the automation system, the data on the reactor was transferred to the PLC by sensors and the control of the system was realized according to the scenario developed within the scope of the study. An HMI connected to the PLC monitors the operating status of the data and system components. In addition, the remote control of the system has been enabled by remote access via the internet using the HMI.