Regeling verwijst naar de verwerking van ingangsvariabelen (bijv. setpoints, sensor- of operatoringangen) om de uitgangsvariabelen (bijv. klepstanden, pompuitgang) te beïnvloeden via een bedieningselement (bijv. PLC, schakelaar of relais). In tegenstelling tot een gesloten regelkring is er geen continue terugkoppeling van de uitgangsvariabelen; in plaats daarvan werkt de regelaar strikt volgens gedefinieerde instructies.
Onderdelen van een besturingssysteem
Een besturingssysteem bestaat meestal uit de volgende elementen:
- Invoerapparaten: Sensoren, schakelaars of bedieningspanelen die de invoervariabelen registreren of handmatig specificeren.
- Besturingselement: De centrale eenheid die de besturingslogica implementeert (bijv. PLC - programmeerbare logische controller of relaisbesturing).
- Uitgangsapparaten: Actoren zoals kleppen, doseerpompen of aandrijvingen die de besturingsopdracht uitvoeren.
- Stroomvoorziening: Zorgt voor de werking van de besturingscomponenten.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond en controletypes
Soorten controle
In industriële water- en afvalwaterzuivering worden verschillende soorten controle gebruikt, afhankelijk van de vereisten van het proces:
- Tijdregeling: De regeling is gebaseerd op een vast schema, bijv. cyclisch terugspoelen van filters.
- Logische bewerkingscontrole: logische bewerkingen (AND, OR, NOT) bepalen de volgorde, bijvoorbeeld voor veiligheidsfuncties die verschillende toestanden bewaken.
- Sequentiële of volgordebesturing: De besturing vindt sequentieel plaats in verschillende stappen, bijv. bij het vullen, roeren en legen van een neutralisatietank.
- Gebeurtenisgestuurde besturing: Externe signalen (bijv. vulniveau, druk) triggeren besturingscommando's, bijv. het openen van een klep bij overvulling.
Programmeerbare logische besturing (PLC)
De PLC is de meest gebruikte besturingstechnologie in waterbehandeling. Hij maakt flexibele en aanpasbare besturingssequenties mogelijk via programmering. Voordelen van de PLC:
- Hoge betrouwbaarheid en precisie.
- Gemakkelijk aan te passen aan procesveranderingen.
- Integratie met SCADA- en DCS-systemen voor bewaking en gegevensregistratie.
Afbeelding: Onze schakelapparatuur met intern ontwikkelde ALMA Controle-software - systeemtechnologie, schakelkastplanning & -programmering - alles uit één hand (proces: CP-systeem ALMA CHEM MCW)
Toepassingsgebieden van de besturingseenheid in water- en afvalwatertechnologie
In de water- en afvalwaterzuivering zijn oplossingen voor besturingstechnologie van cruciaal belang om de complexe en vaak zeer variabele processen veilig en efficiënt te laten verlopen. Het besturingssysteem neemt de centrale taak op zich om alle systeemcomponenten met elkaar te verbinden en te zorgen voor een soepele communicatie tussen sensoren, actuatoren en procesbesturingssystemen. Het gebruik van programmeerbare logische controllers (PLC's) maakt flexibele, nauwkeurige en betrouwbare automatisering van de systemen mogelijk.
PLC-gebaseerde besturingssystemen
Programmeerbare logische controllers (PLC's) vormen de kern van de moderne automatiseringstechnologie en zijn onmisbaar geworden in de water- en afvalwatertechnologie. Ze voeren taken uit zoals
- Besturing van bedrijfsprocessen: Van de dosering van chemicaliën tot de besturing van pompen en kleppen.
- Veiligheidsbewaking: Detectie van grenswaardeoverschrijdingen en initiëren van noodmaatregelen.
- Systeembewaking en -optimalisatie: verwerving en verwerking van meetgegevens om de bedrijfsomstandigheden te analyseren en processen te optimaliseren.
Door het besturingssysteem te integreren in procescontrolesystemen zoals SCADA is het mogelijk om het hele systeem centraal te bewaken, te besturen en te documenteren.
Holistische benadering: systeemplanning, schakelkastbouw en programmering
Een bijzonder groot voordeel bij de implementatie van besturingsoplossingen in de water- en afvalwatertechnologie ligt in de combinatie van systeemontwerp, schakelkastplanning en PLC-programmering. Nauwe integratie van deze gebieden zorgt voor optimale interactie tussen de systemen, waardoor frequente foutbronnen zoals communicatieproblemen bij interfaces worden geëlimineerd.
Onze sterke punten in interactie:
- Systeemontwerp: Automatisering wordt al in de planningsfase van de systeemprocessen geïntegreerd in het totaalconcept.
- Schakelkastconstructie: De nauwkeurige planning en constructie van de schakelkasten houdt rekening met alle vereisten van de PLC en de sensoren/actuatoren.
- Programmering: De programmering van de PLC is speciaal aangepast aan de individuele vereisten van het systeem en ontworpen voor een soepele communicatie.
Deze holistische benadering resulteert in een foutloze, goed gecoördineerde besturingsoplossing die niet alleen efficiënt werkt, maar ook gemakkelijk te onderhouden en schaalbaar is.
PLC-fabrikanten en programmeertalen
De marktleidende leveranciers van PLC-systemen bieden betrouwbare en flexibele besturingsoplossingen die speciaal zijn ontwikkeld voor industriële toepassingen. De belangrijkste fabrikanten zijn
Siemens
Met de SIMATIC S7 serie en TIA Portal programmeersoftware is Siemens een van de toonaangevende leveranciers van PLC systemen. Het platform maakt intuïtief programmeren mogelijk en biedt uitgebreide functies voor procesautomatisering. De oplossingen van Siemens zijn vooral populair in grote systemen en complexe toepassingen.
Beckhoff Automatisering
Met zijn CX-controllers en TwinCAT-software biedt Beckhoff flexibele en pc-gebaseerde automatiseringsoplossingen. De hoge mate van openheid en schaalbaarheid maken Beckhoff bijzonder interessant voor systemen die maatwerk vereisen.
Rockwell Automation (Allen-Bradley)
Met de ControlLogix- en CompactLogix-systemen biedt Rockwell Automation robuuste PLC-oplossingen die voornamelijk worden gebruikt in internationale toepassingen en de procesindustrie. De programmering wordt uitgevoerd met behulp van de krachtige Studio 5000-software.
Schneider Electric
De Modicon serie van Schneider Electric in combinatie met de EcoStruxure Control Expert software is speciaal ontworpen voor energiezuinige besturingsoplossingen. PLC-systemen van Schneider worden vaak gebruikt in middelgrote water- en afvalwatersystemen.
WAGO
Met de PLC-systemen 750 en 760 biedt WAGO een bijzonder compacte en modulaire oplossing die geschikt is voor kleine en middelgrote installaties. De open architectuur en de ondersteuning van protocollen zoals Modbus, BACnet of OPC UA maken een eenvoudige integratie in bestaande systemen mogelijk. De programmering wordt uitgevoerd met behulp van de e!COCKPIT software of op basis van CODESYS, wat een flexibele aanpassing aan verschillende toepassingsvereisten mogelijk maakt.
ABB
Met de AC500-serie levert ABB geavanceerde PLC-oplossingen die worden gekenmerkt door hun robuustheid en flexibiliteit. De PLC-systemen van ABB zijn bijzonder geschikt voor gebruik in veeleisende industriële omgevingen. De programmering wordt uitgevoerd met behulp van Automation Builder, een krachtig platform dat uitgebreide functies biedt voor procesautomatisering, energiebewaking en integratie.
Foto: Onze schakelapparatuur met zelf ontwikkelde ALMA Controle software - systeemtechnologie, schakelkastplanning & programmering - alles uit één hand (proces: ALMA OSMO omgekeerde osmose systeem)
Integratie van besturing in procescontrolesystemen
De integratie van besturingssystemen in procescontrolesystemen (PCS) of SCADA-systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) is een beslissende stap in het beheersen van de complexiteit van moderne water- en afvalwatersystemen. Deze integratie maakt gecentraliseerde bewaking en besturing van alle installatiecomponenten mogelijk, bevordert de transparantie van de bedrijfstoestanden en optimaliseert de efficiëntie en veiligheid van de installatiewerking.
Functies en voordelen van procescontrolesystemen
1. visualisatie
Een van de grootste voordelen van een DCS- of SCADA-systeem is de mogelijkheid om regelsequenties en systeemstatussen grafisch weer te geven in realtime.
- Interactieve procesbeelden: Alle relevante gegevens, zoals vulniveaus, drukken, temperaturen, pH-waarden of debieten, worden weergegeven in duidelijke grafieken. Operators kunnen snel reageren op afwijkingen.
- Alarmmeldingen: Kritieke toestanden worden in kleur gemarkeerd en alarmen geven realtime informatie over mogelijke storingen. Dit maakt het eenvoudiger om fouten te diagnosticeren en versnelt het oplossen van problemen.
- Simulaties: Met veel DCS kunnen simulaties worden uitgevoerd om processen te testen voordat ze in de praktijk worden gebracht.
2. gegevensregistratie
Het vastleggen en opslaan van procesgegevens in een centrale database is een centraal onderdeel van moderne procescontrolesystemen.
- Analyse van historische gegevens: Langetermijngegevens zoals COD-waarden, debieten of energieverbruik kunnen worden geëvalueerd om trends te herkennen en optimalisatiemogelijkheden te identificeren.
- Rapporten genereren: automatisch gegenereerde rapporten maken een transparante documentatie van de bedrijfsstatus mogelijk en dienen als bewijs voor autoriteiten of klanten.
- Onderhoudsplanning: Door bedrijfsgegevens te analyseren, kunnen onderhoudsintervallen worden gepland op basis van de actuele belasting (voorspellend onderhoud), waardoor stilstand wordt verminderd.
3. afstandsbediening
DCS- en SCADA-systemen maken het mogelijk om systemen op afstand te bewaken en te besturen via netwerken, waaronder het internet.
- Toegang op afstand: Operators of onderhoudstechnici hebben vanaf elke locatie toegang tot het systeem, voeren diagnoses uit en passen regelparameters aan.
- Kostenefficiëntie: toegang op afstand vermindert de noodzaak voor bezoeken op locatie en maakt een snelle reactie op storingen mogelijk.
- Beveiligingsmaatregelen: Versleutelde verbindingen en gebruikersrechtenbeheer zorgen ervoor dat alleen bevoegde personen toegang hebben tot kritieke systeemgegevens en controles.
Technische integratie van besturingssysteem en DCS/SCADA
De PLC en het procesbesturingssysteem zijn meestal verbonden via industriële protocollen die zorgen voor een betrouwbare en gestandaardiseerde gegevensuitwisseling. Veelgebruikte protocollen zijn
- Modbus (TCP/RTU): veel gebruikt in water- en afvalwatertechnologie, vooral voor pomp- en klepbesturing.
- OPC UA (Unified Architecture): Maakt platformonafhankelijke communicatie mogelijk tussen besturingssystemen en besturingssystemen met een geïntegreerde veiligheidsarchitectuur.
- PROFINET/Profibus: met name geschikt voor snelle communicatie binnen systemen, bijvoorbeeld voor real-time besturing.
Implementatie vindt meestal plaats via gecentraliseerde besturingssystemen (bijv. Siemens SIMATIC of ABB AC500), die alle relevante gegevens van sensoren en actuatoren registreren en doorsturen naar het DCS/SCADA-systeem.
Conclusie
Het besturingssysteem is een onmisbaar hulpmiddel in de industriële water- en afvalwatertechnologie. Het biedt een eenvoudige en betrouwbare manier om systeemcomponenten te coördineren en processen te automatiseren. Vooral in systemen met constante omstandigheden of duidelijk gedefinieerde processen is het regelsysteem een kostenefficiënte en effectieve oplossing. Voor complexe of dynamische processen die voortdurend moeten worden aangepast, wordt het regelsysteem vaak aangevuld met een gesloten regelkring. Een grondige kennis van regelprincipes is essentieel om systemen efficiënt, veilig en economisch te laten werken.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
