Titik keputusan utama dalam desain sistem kontrol osmosis terbalik

Sebagai salah satu teknologi inti dalam pengolahan air industri, teknologi osmosis balik (RO) telah banyak digunakan dalam pengolahan air dengan kemurnian tinggi, daur ulang air limbah, dan desalinasi air laut di industri listrik, kimia, farmasi, dan elektronik. Desain sistem kendali intinya berkaitan langsung dengan efisiensi operasional sistem, tingkat konsumsi energi, dan masa pakai peralatan.

 

Kontrol Kooperatif Sistem Praproses

Membran osmosis balik sensitif terhadap kualitas air masuk dan perlu diolah terlebih dahulu pada beberapa tahap (seperti penyaringan pasir, penyerapan karbon aktif, dan ultrafiltrasi) untuk menghilangkan polutan seperti padatan tersuspensi, koloid, dan bahan organik. Sistem kontrol perlu mencapai:

1. Keterkaitan proses multi-level

Menyesuaikan dosis koagulan, frekuensi pencucian balik, dan akurasi penyaringan secara dinamis sesuai dengan kualitas air baku;

2. Pemantauan daring SDI (indeks polusi):

Umpan balik waktu nyata mengenai efek praperlakuan melalui meteran kekeruhan dan penghitung partikel untuk menghindari penyumbatan komponen membran;

3. Optimalisasi Penyesuaian pH

Sesuaikan jumlah asam yang ditambahkan berdasarkan alkalinitas sumber air untuk mengendalikan risiko kerak dan mengurangi konsumsi reagen.

 

Pencocokan dinamis pompa tekanan tinggi dan pengaturan tekanan

Penggerak utama sistem RO berasal dari pompa bertekanan tinggi. Sistem kontrol perlu mengatasi hal-hal berikut:

1. Kontrol kecepatan konversi frekuensi

Kecepatan pompa disesuaikan oleh konverter frekuensi agar sesuai dengan permintaan aliran air dan mengurangi dampak start-stop;

2. Keseimbangan tekanan antar segmen

Dalam sistem RO multi-tahap, sensor tekanan + katup pengatur listrik digunakan untuk mengoptimalkan perbedaan tekanan antar tahap (biasanya dikontrol pada 0,2-0,3 MPa);

3. Optimalisasi Penyesuaian pH

Dalam skenario desalinasi air laut, turbocharger atau penukar tekanan (PX) dapat digunakan untuk memulihkan energi tekanan air terkonsentrasi, mengurangi konsumsi energi lebih dari 30%.

 

Persyaratan proses untuk instrumentasi dan kontrol program selama operasi sistem RO

1. Penyesuaian dosis

Dosis disesuaikan dengan mekanisme penyesuaian proporsional, yang secara otomatis menyesuaikan pompa pengukur untuk melakukan dosis proporsional berdasarkan sinyal dari pengukur aliran air.

2. Pengukur level cairan

Kotak pengukur dilengkapi dengan pengukur level cairan di lokasi dan sinyal alarm level cairan rendah untuk memastikan bahwa proses pemberian dosis tidak akan terganggu karena kekurangan obat dalam tangki cairan.

3. Dasbor pasokan air

Terdapat panel instrumen pasokan air di lokasi, yang dilengkapi dengan indikator aliran dan pengukur akumulasi aliran, pengukur konduktivitas, serta indikator nilai pH. Selain itu, sinyal parameter yang dikirim oleh pengukur tekanan pasokan air, pengukur aliran, pengukur konduktivitas, dan pengukur pH dikirim ke ruang kendali pusat untuk perekaman berkelanjutan; pada saat yang sama, sinyal yang dikirim oleh pengukur aliran mengontrol pompa pengukur agar dosisnya sesuai; sinyal alarm tinggi dan rendah yang dikirim oleh pengukur pH dikirim ke ruang kendali pusat untuk alarm.

4. Filter Keamanan

Saluran masuk dan keluar filter pengaman dilengkapi dengan indikator tekanan. Ketika perbedaan tekanan saluran masuk dan keluar filter pengaman mencapai nilai yang ditetapkan atau berjalan selama jangka waktu tertentu, elemen filter perlu diganti.

5. Sakelar pompa tekanan tinggi

Sisi masuk dan keluar pompa tekanan tinggi masing-masing dilengkapi dengan sakelar tekanan rendah dan sakelar tekanan tinggi. Ketika tekanan masuk pompa tekanan tinggi lebih rendah dari nilai batas, sakelar tekanan rendah akan menutup dan mengirimkan sinyal ke PLC, yang akan membunyikan alarm dan secara otomatis menghentikan pompa tekanan tinggi; ketika tekanan keluar pompa tekanan tinggi lebih tinggi dari nilai batas, sakelar tekanan tinggi akan menutup dan mengirimkan sinyal ke PLC. Setelah penundaan tertentu, jika tekanan pada sisi tekanan tinggi pompa tekanan tinggi masih lebih tinggi dari nilai batas, PLC akan membunyikan alarm dan secara otomatis menghentikan pompa tekanan tinggi. Jika sakelar tekanan tinggi kembali ke keadaan terputus dalam rentang penundaan, PLC akan secara otomatis membatalkan sinyal masukan.

6. Pompa tekanan tinggi listrik pembukaan pintu lambat

Outlet pompa tekanan tinggi dilengkapi dengan pintu bukaan lambat elektrik. Setelah pompa tekanan tinggi dinyalakan, pintu bukaan lambat otomatis terbuka perlahan untuk memastikan elemen membran RO tidak rusak akibat water hammer. Jika pintu bukaan lambat rusak dan tidak dapat terbuka dalam waktu yang ditentukan, tekanan outlet pompa tekanan tinggi akan meningkat, sakelar tekanan akan mengeluarkan sinyal alarm dan secara otomatis menghentikan pengoperasian pompa tekanan tinggi melalui PLC. Setiap perangkat RO dilengkapi dengan panel instrumen di lokasi, yang di atasnya terpasang flow meter untuk RO tahap 1, air produk tahap 2, dan drainase (tampilan aliran dan nilai aliran kumulatif), serta konduktivitas air produk.

7. Persyaratan kontrol program

Sinyal parameter yang dikirim oleh flow meter dan konduktivitas meter dikirim ke ruang kontrol pusat untuk perekaman berkelanjutan, dan memiliki alarm nilai konduktivitas tinggi. Panel lokal dilengkapi dengan tombol start dan stop pompa bertekanan tinggi serta lampu indikator, tombol stop darurat sistem dan lampu indikator, serta tombol buka dan tutup pintu lambat elektrik dan lampu indikator.

8. tombol RO

Setiap perangkat RO dilengkapi dengan panel pengukur tekanan di lokasi, yang di atasnya terpasang indikator tekanan masuk air tahap pertama RO, masuk air tahap kedua, dan tekanan keluar.

9. Panel kontrol pusat

Panel kontrol pusat dilengkapi dengan sakelar operasi tiga posisi (satu otomatis, satu mati, satu manual) untuk pompa tekanan tinggi, pompa takar, dan pompa air pembilas, serta tombol mulai dan berhenti program sistem. Sakelar ini dapat menjalankan fungsi kendali jarak jauh ruang kendali mulai otomatis dan operasi manual lokal untuk perangkat-perangkat tersebut. Ketika sakelar tiga posisi diputar ke posisi "otomatis", perangkat-perangkat tersebut tidak dapat dioperasikan secara lokal.

 

Proses startup dan pengoperasian perangkat RO

1. Memulai dan mengoperasikan program perangkat RO

Pertama, posisikan sakelar kontrol pompa tekanan tinggi dan pompa pengukur pada posisi "otomatis", lalu tekan tombol mulai program pada setiap perangkat RO. Pada saat ini, pengontrol logika terprogram (PLC) akan secara otomatis mendeteksi level cairan di semua kotak pengukur dan tekanan pada sisi masuk pompa tekanan tinggi sesuai dengan program yang telah ditetapkan. Jika level cairan "rendah" atau tekanan "rendah" pada sisi masuk pompa tekanan tinggi terdeteksi, PLC akan mengaktifkan alarm suara dan visual serta menghentikan program.

Setelah alarm dimatikan, tekan kembali tombol mulai program. Program akan kembali berjalan, dan secara otomatis menyalakan pompa pengukur dosis dan pompa tekanan tinggi, serta membuka pintu bukaan lambat elektrik secara bersamaan. Jika tekanan sisi tekanan tinggi pompa tekanan tinggi masih lebih tinggi dari ambang batas yang ditetapkan setelah penundaan yang telah ditentukan, PLC akan mengirimkan sinyal alarm dan secara otomatis menghentikan pengoperasian pompa tekanan tinggi dan pompa pengukur, serta secara otomatis menutup pintu bukaan lambat elektrik.
Jika sakelar tegangan tinggi kembali ke keadaan terputus dalam rentang penundaan, PLC akan secara otomatis membatalkan sinyal masukan sakelar tegangan tinggi, dan sistem kemudian akan memasuki tahap operasi normal.

2. Pengaktifan manual dan pengoperasian ruang kontrol perangkat RO

Ketika sakelar kontrol pompa tekanan tinggi, pompa pengukur, dan pompa air pembilasan ditempatkan pada posisi "manual", peralatan di atas dapat dioperasikan di ruang kontrol.

3. Pengoperasian dan permulaan perangkat RO secara manual di tempat

Ketika sakelar kontrol pompa tekanan tinggi dan pompa pengukur berada pada posisi "mati", peralatan di atas dapat dihidupkan dan dioperasikan secara manual di lokasi.

Dalam kasus apa pun, pengoperasian perangkat RO dapat segera dihentikan dengan menekan tombol penghenti darurat sistem pada panel instrumen setempat.

4. Perangkat RO berhenti

Bila perangkat RO berhenti secara otomatis atau operator berhenti dengan menekan tombol penghenti program, pompa tekanan tinggi berhenti bekerja, pompa pengukur berhenti bekerja secara interlock, dan pintu pembuka lambat elektrik pada outlet pompa tekanan tinggi tertutup secara otomatis.

 

Proses startup dan pengoperasian perangkat RO

Komposisi instrumen dan sistem kontrol PLC ditentukan berdasarkan persyaratan sistem RO untuk instrumentasi dan kontrol.

1. Sakelar level cairan

Memberikan sinyal level rendah.

2. Pengukur Aliran

Indikasi aliran sesaat dan tampilan nilai akumulasi aliran.

3. Pengukur konduktivitas

Tampilan digital, dengan keluaran alarm nilai konduktivitas tinggi dan keluaran sinyal arus 4~20mA.

4. Alat Pengukur pH

Layar digital, dengan keluaran alarm pH tinggi dan rendah yang dapat diatur pengguna dan keluaran sinyal arus 4-20mA.