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Cada sistema necesita ser diseñado y especificado para cada planta de tratamiento de agua y ese es un servicio que ofrece Pi.
Antes de cambiar los controles existentes, puede ser beneficioso instalar y monitorear qué tan bien funciona un controlador de coagulación existente mediante la instalación de un analizador de coagulación, que pueda monitorear y registrar el rendimiento del sistema de control de coagulante existente, ya sea manual o automático.
El controlador de coagulación DAFSense de Pi se basa en equipos/sondas (es independiente) y es completamente configurable para poder gestionar distintas características entre plantas o dentro de la misma planta. Los sensores que utiliza son sensores son robustos y de fácil integración.
TSS a la salida – La señal de los TSS a la salida se emplea para corregir la proporcionalidad del Lazo de control basado en el caudal y los TSS a la entrada. Estos significa que esta señal control se puede emplear para controlar que la dosis de coagulante es la óptima para alcanzar el set-point deseado a la salida del DAF.
Para muchas plantas es posible automatizar el control de coagulantes de tal manera que una combinación de caudal de entrada y sólidos a la salida con un sensor de carga permita aumentar y disminuir de manera efectiva la dosis de coagulante automáticamente en respuesta a los cambios en la calidad del agua.
El controlador de coagulación DAFSense se puede utilizar como controlador de coagulación (supervisando un sistema existente), analizador de coagulación (proporcionando información antes de instalar un procedimiento normalizado de control de la coagulación) o como controlador de coagulación a gran escala, ya sea de forma independiente o a través de SCADA.
El DAFSense se puede configurar con varios sensores, celdas de flujo, opciones de comunicación y servicios de consultoría para proporcionar a los profesionales de las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales todo lo que necesitan para garantizar un control óptimo.
Las opciones incluyen:
El DAFSense utiliza una variedad de sensores (incluido un caudalímetro existente) que se pueden agregar a un controlador central (CRIUS®4.0). El controlador toma esas señales, las manipula y produce una señal que controla la dosificación del coagulante. Estas señales son:
Caudal – se utiliza para aumentar o disminuir la dosis de coagulante proporcionalmente al caudal.
pH de entrada– tal vez el parámetro individual más importante que afecta la coagulación, Pi utiliza un sensor de pH de unión polimérica sólida, fiable y de respuesta extremadamente rápida para alarmar si el pH se mueve fuera de un rango predeterminado o, preferiblemente, para controlar el pH del agua de entrada en un lazo PID aparte.
TSS a la entrada – a medida que aumentan los sólidos suspendidos, la dosis de coagulante debe aumentar. La señal de los sólidos suspendidos de entrada se usa para aumentar o disminuir la dosis de coagulante proporcionalmente al caudal..
Por lo general, las plantas que funcionan con control manual sufrirán una sobredosificación. El DAFSense le permitirá controlar la dosificación al nivel correcto. Cuanto mayor sea la sobredosificación de la planta (típicamente alrededor del 30%) y cuanto más grande sea la planta, más dinero ahorrará.
DAFSense funciona con cualquier coagulante.
El coagulante puede ser controlado por DAFSense de Pi. DAFSense mide y controla todas las variables requeridas para lograr tasas óptimas de dosificación de coagulante, incluidos el pH, los sólidos de entrada y salida.
La automatización de los niveles de dosificación de coagulante en una unidad de flotación de aire disuelto es posible utilizando un controlador de coagulante automático combinado con DAFSense que utiliza una variedad de sensores diferentes. Los controladores de coagulación más útiles son aquellos que se pueden adaptar a los requerimientos de cada planta.
La dosificación de coagulante se puede controlar mediante feed-forward de un medidor de sólidos entrantes con un caudalímetro con control proporcional y con un sensor de sólidos en la salida para proporcionar un control de retroalimentación..
Por lo general, las bombas se controlan mediante una salida de 4-20 mA gestionadas por un PID o un enlace Modbus, o control de pulso (ya sea de frecuencia variable o de ancho variable).
Esto depende del coagulante, la temperatura, la composición química del agua… En todos los casos se obtienen mejores resultados si se controla el pH.
Comuníquese con Pi para iniciar el proceso, que probablemente incluirá una visita a planta de un experto en control de la coagulación..
Aparte del mantenimiento asociado con los instrumentos utilizados para la medición, la línea de muestra, la bomba dosificadora utilizada, no hay mantenimiento adicional. Todos los sensores pueden venir con autolimpieza.
¡Muchos! El DAFSense está completamente protegido con la inteligencia que esperaría en un controlador de última generación, pej. a prueba de fallos en la alarma de la variable del proceso, en el fallo de la bomba, en el algoritmo de control si sale de las especificaciones, etc.
Sí. Cada controlador de coagulación DAFSense viene listo para conectar a Internet con generación de informes y control por acceso remoto completo desde cualquier navegador, ordenador, móvil, Tablet…
DAFSense utiliza comunicaciones digitales, pej. Modbus para proporcionar control remoto completo y monitoreo de datos desde un DCS, SCADA y PLC.
Eso depende de lo que requiera cada instalación. En general, la coagulación se puede optimizar por entre 17.500 €-93.000€. Muchas plantas recuperan la inversión en menos de 12 meses gracias al ahorro en productos químicos.
Sí. DAFSense ha sido diseñado específicamente para usarse con fuentes de agua de efluentes industriales altamente variables.
Los ‘Focus Ons’ son una serie de artículos cortos que distribuimos por correo electrónico y en los que aportamos información técnica sobre nuestra instrumentación, así como sobre el control de procesos en aguas potables, residuales, de procesos y de piscinas. Si te gustaría suscribirte para recibirlos, por favor, contacta con nosotros.
Las bombas son casi omnipresentes en los procesos de agua; ya sea que la bomba sea el principal impulsor del caudal de agua, esté dosificando productos químicos o esté circulando agua en una línea de muestra, (casi) siempre hay una bomba en algún lugar del proceso. A menudo hay múltiples bombas de diferentes tamaños y especificaciones, lo que hace que administrarlas todas sea un desafío para cualquier operador. Sabías que…… Los analizadores líderes de hoy en día incorporan la mayoría de los algoritmos de control que debería necesitar un proceso de agua… Los analizadores CRONOS® y CRIUS®4.0 de Pi son los únicos analizadores que se pueden vincular mediante comunicaciones SMART y DIGITAL a una bomba DDA de Grundfos
Los analizadores y controladores a menudo interactúan con las bombas por varias razones diferentes:
1n+1 es un término estándar que se usa cuando se considera la redundancia. La ‘n’ indica la cantidad de elementos necesarios para hacer funcionar los sistemas, en este caso, la cantidad de bombas. El ‘+1’ indica la cantidad de sistemas de respaldo instalados. Aquí hay un resumen de los diferentes tipos de señales que se pueden usar para interactuar con las bombas, algunas de las aplicaciones comunes en las que se usan y sus ventajas y desventajas.
Descripción: La alimentación On/Off proporciona alimentación a las bombas cuando el analizador necesita que la bomba esté encendida, esto puede ser de 12 a 230 V. Las bombas están apagadas y no tienen alimentación cuando no están bombeando. Ventajas: : el método más barato y universal de control. Desventajas: Alto desgaste de bombas y relés. Comúnmente usado para: Pequeñas bombas dosificadoras, piscinas, pequeños sistemas de agua.
Control de contacto libre de voltaje (VFC)
Descripción: La bomba se alimenta por separado del analizador y solo comienza a bombear cuando se cierra un circuito de control de bajo voltaje. VFC se puede usar con umbrales o con PID y se puede usar como control de encendido/apagado o ancho/frecuencia de pulso. Esto significa que el analizador puede imitar el ‘Control de pulso’ de un caudalímetro. Ventajas: Muy comúnmente aceptado por las bombas y protege tanto el relé y la bomba contra sobretensiones. Desventajas: No es tan preciso como el control analógico, especialmente para sistemas sin recirculación. Comúnmente usado para: Bombas dosificadoras pequeñas a medianas, piscinas.
Descripción: Se escala 4-20 mA o 0-10 V para que coincida con la salida de la bomba y luego se utiliza para controlar la velocidad de la bomba.. Ventajas: Control muy preciso, incluso en sistemas sin recirculación. La bomba está encendida todo el tiempo, lo que elimina las sobretensiones y la fatiga de arranque. Desventajas: solo se puede usar en bombas que aceptan entradas analógicas. Comúnmente usado para: sistemas medianos a grandes, sistemas de piscinas grandes, cualquier sistema donde sea necesaria la dosificación de precisión.
Control INTELIGENTE y DIGITAL
Crius
Descripción: algunas bombas ahora se pueden controlar mediante comunicaciones digitales como Modbus o Profibus. Estos están diseñados para usarse directamente desde los PLC y brindan a los operadores claras ventajas sobre los métodos más tradicionales. Una señal digital tiene un mayor alcance, tiene un cable de señal para comunicación bidireccional y puede transmitir información mucho más detallada que una simple señal de alarma de On/Off.
Un ejemplo de una bomba con comunicación INTELIGENTE y DIGITAL es la dosificadora DDA de Grundfos, bomba con complemento e-box. El e-box proporciona una conexión Modbus o Profibus para comunicación bidireccional.
El controlador CRIUS®4.0 de Pi es el único analizador de calidad del agua capaz de utilizar toda la gama de información disponible de la bomba DDA. Información como: el tiempo total de funcionamiento de la bomba, las presiones de la bomba, el volumen bombeado y muchos más, ahora están disponibles para el analizador.
Las alertas de error ahora pueden ser específicas y decirles a los operadores exactamente lo que se debe hacer con su bomba. Esta gran cantidad de información puede ser útil para coordinar el mantenimiento y aumentar el tiempo de actividad de la bomba y del sistema en su conjunto. Toda esta información se puede almacenar y guardar en el analizador, lo que hace que el sistema sea muy auditable.
Normalmente, toda esta información solo estaría disponible para los operadores con acceso a un PLC y un ingeniero de PLC capaz de integrar los dos sistemas, pero CRIUS ®4.0 de Pi es un controlador personalizable que no necesita un ingeniero de PLC para configurarlo.
Ventajas: El control más preciso, excelente información de mantenimiento, más tiempo de actividad para los procesos.
Desventajas: Actualmente solo disponible con bombas DDA de Grundfos y analizadores Pi.
Comúnmente usado para: Sistemas de grandes a muy grandes, o sistemas de 24 horas donde se amplifican los ahorros en productos químicos y la reducción del tiempo de inactividad. La industria alimentaria en particular se beneficia de un mayor tiempo de actividad y una excelente auditabilidad. Hay muchas maneras en que los analizadores interactúan con las bombas, y ninguna es una solución única para todos. Ya sea que esté adaptando un sistema existente o diseñando una nueva planta con lo último en comunicaciones INTELIGENTES y DIGITALES, los controladores de instrumentos de Pi lo tienen cubierto.
Process Instruments suministra controladores CRIUS®4.0 y CRONOS® con sensores para muchos sistemas de un solo parámetro, como cloro y pH, pero Sabías Que……Los controladores CRIUS®4.0 y CRONOS® de Pi permiten la conexión de múltiples sensores?… Los sistemas multiparamétricos de Pi pueden ahorrar espacio en el sitio, son fáciles de usar y tienen varias opciones de comunicación disponibles?… El controlador de coagulación CoagSense de Pi es un sistema multiparámetro que ahora es una parte clave de la gama de productos de Pi.
Un ejemplo de uno de los más demandados de Pi es un analizador multiparamétrico que combina un CRIUS®4.0 con un medidor de turbidez TurbSense®, un medidor de pH pHSense, un medidor de conductividad ConductiSense y un analizador UVA UV254Sense con un sensor de temperatura en sistemas de agua bruta. Estos han demostrado ser muy populares en aplicaciones en las que las empresas y las autoridades locales buscan ahorrar tiempo de instalación, espacio y costes iniciales.
El CRIUS®4.0 está equipado con la capacidad de conectar hasta cuatro sensores de cualquier tipo con salidas analógicas y relés apropiados. Si cuatro no es suficiente, no se preocupe.
El CRIUS®4.0 puede conectar hasta dieciséis sensores agregando cajas de expansión donde sea necesario, todos usando una misma pantalla y comunicaciones.
Equipado con registro de datos como estándar y múltiples lazos PID como opciones, el CRIUS®4.0 es una alternativa rentable a múltiples analizadores de un solo sensor, lo que reduce los costes y mantiene la más alta calidad.
Los paquetes de comunicaciones opcionales permiten Profibus, Modbus ASCII, Modbus RTU, Modbus TCP, salidas analógicas de 4-20 mA y relés para alarmas y control. Los clientes que requieren un controlador sencillo deben considerar el Controlador CRONOS®.
Encontrar espacio se está convirtiendo en un verdadero problema para los ingenieros de planta en muchos sitios en este momento. A medida que las empresas de suministro de agua buscan más y más información y aumenta la regulación, se hace necesaria la instalación de más y más instrumentación. La mayoría de las plantas de tratamiento de agua tienen un espacio de pared limitado y encontrar espacio para nuevos instrumentos es un verdadero desafío. Tanto los controladores de instrumentos de Pi como los analizadores de parámetros múltiples son soluciones a este problema.
Con entradas y salidas simples ‘plug & play’, pantalla intuitiva y control de botones, y con un manual individual configurado para ser el mismo que su analizador, CRIUS®4.0 y CRONOS® hacen que la configuración y el uso continuo sean simples y fáciles.
Las comunicaciones Modbus y Profibus están disponibles, lo que reduce aún más los costes de cableado y los costes de programación PLC y SCADA.
El remote access de Pi permite al usuario conectar su CRIUS®4.0 a través de su red local (LAN) o una conexión de red móvil 3G/4G. Esta conexión permite al usuario tener el control total de su analizador desde cualquier ordenador, tablet o teléfono móvil..
Process Instruments (Pi) está viendo cada vez más ingenieros y técnicos de agua que confían en la función de autoajuste PID de su PLC. Muchos se sienten frustrados porque los optimizadores automáticos no son fiables cuando se trata de procesos de agua. A veces, la configuración del PID optimizado automáticamente funciona, pero luego algo cambia en el proceso y el control del PID ya no funciona correctamente. En este Focus On, Pi pretende destacar cómo trabaja la función de autoajuste del PID y por qué frecuentemente no es adecuado para procesos de tratamiento de agua compejos. También brindamos una breve introducción a algunos de los principios de optimización manual de un PID. ¿Sabía que?…… ?… los optimizadores automáticos no son efectivos en los procesos de optimización con tiempos de bucle prolongados?… el CRONOS® and CRIUS®4.0 tienen muchas características de seguridad del PID integradas para hacer que el control sea más fácil y seguro… Los lazos PID a menudo se pueden optimizar de forma remota, lo que significa grandes ahorros en visitas al sitio y tiempo de viaje
¿Qué es la optimización de PID?
A la derecha hay un sistema de ejemplo de un autoajuste de PID. En el diagrama, podemos ver que para que el sistema funcione, el cuadro en rojo es una parte crucial del proceso. Si el cambio provocado por el optimizador automático de PID no es visible lo suficientemente rápido, puede afectar la forma en que el optimizador automático clasifica el cambio (bueno o malo) o no le dará al optimizador automático la oportunidad de hacer los suficientes cambios iterativos para poner bajo control un complejo sistema de agua.
Hay buenas noticias para los técnicos e ingenieros del agua y es que Pi está aquí para ayudar. Todos nuestros vendedores son especialistas en aplicaciones y pueden ayudarlo a ajustar manualmente un controlador PID para sus procesos. Nuestros controladores CRONOS® y CRIUS®4.0 son capaces de brindar un excelente control en muchos procesos y tienen muchas funciones PID integradas para ayudar a que su proceso sea más controlado, sólido y seguro.
Crius
En muchos sentidos, los optimizadores automáticos imitan a los ingenieros de planta haciendo ajustes y ajustando sus configuraciones de PID. Simplemente carecen de 2 componentes clave;
Con esto en mente, así es como nuestros ingenieros abordan la optimización PID en nuestros instrumentos;
Una vez que haya ordenado la relación básica P e I, o si no puede controlar la P e I, vale la pena considerar estas configuraciones adicionales que ayudarán a que su esquema de control sea más sólido y seguro.
“Pude formar a un cliente en EE. UU. desde mi propio escritorio en Burnley (Reino Unido). Esta planta estaba a cientos de millas de distancia del cliente y a miles de millas de mí, pero Control InSite convirtió la visita de una semana y cuatro vuelos en un par de llamadas telefónicas en unos pocos días”.
Sabías que…… PID puede ahorrarle dinero al ofrecer un mejor control del proceso?…¿PID puede ayudarlo a mantener un punto de referencia, incluso con un proceso variable?…¿Se terminaron los días de PID demasiado complejo y confuso?…Pi puede adaptar un PID sí se ajusta a sus requisitos exactos? ¡Es posible que nunca más tenga que volver a tocar esos ajustes! En este Focus On, a Pi le gustaría presentarle PID si no se lo ha cruzado todavía, y discutir algunas de las características avanzadas útiles de los sistemas PID modernos, como CRONOS® de Pi y el modelo CRIUS® para aquellos más familiarizados con PID.
PID es una herramienta matemática creada por ingenieros y se utiliza en controladores. Es una característica que se encuentra a menudo en los controladores industriales y está disponible en los controladores de Pi, como una actualización económica.
PID toma el nivel medido de cloro o el PV y lo compara con el nivel o punto de ajuste deseado. Esta comparación da el error que el PID interpreta y luego calcula una salida. La salida es una señal eléctrica que controla la dosificación del químico apropiado. La salida puede controlar calentadores, bombas dosificadoras y muchos otros mecanismos que pueden usarse para cambiar el PV.
PID se compone de tres partes, proporcional, integral y derivada. Comprender lo que hace cada parte ayuda a los operadores a elegir el nivel de control que mejor se adapta a ellos.
Proporcional – es el más utilizado para PID parciales y se adapta a la mayoría de las aplicaciones. Cuando se utiliza el control proporcional, cuanto más lejos esté el valor medido del punto de referencia, mayor será la salida del controlador. Este es un nivel de control apropiado para la mayoría de los procesos, y los usuarios pueden obtener mucho control de un sistema puramente proporcional. En algunos sistemas donde el PV se pierde en el proceso, p. cloro de una piscina, calor de una caldera, etc., el control proporcional nunca alcanza el punto de ajuste. Los usuarios pueden ver que, aunque el proceso se acerca al punto de ajuste, rara vez lo alcanza. Esto se conoce como ‘caída’.
El usuario puede compensar la caída si la eliminación de la PV es bastante constante, simplemente elevando el punto de referencia, p. evaporación de cloro de una piscina vacía. Si la caída cambia con frecuencia (p. ej., la carga de bañistas o la demanda de cloro), entonces, para erradicar la ‘caída’, se puede aplicar la parte integral de PID a la señal para corregirla.
Derivativo – la ganancia derivada rara vez se usa y, por lo general, solo la configuran ingenieros expertos. La ganancia derivada usa la tasa de cambio en el PV para tratar de predecir errores futuros. Este tipo de control es particularmente susceptible a la sobrecompensación, especialmente si hay incluso una pequeña cantidad de ruido de señal (generalmente visto como picos en el PV). La ganancia derivada es generalmente un ajuste que usan los ingenieros para mejorar un control ya estricto, y casi nunca se usa como parte esencial del control.
Si bien mantener un punto de ajuste con un lazo PID es un gran avance con respecto al uso de relés de umbral para mantener un nivel superior e inferior, es sensato controlar el lazo con salvaguardas adicionales, tales como:
Todas estas son características estándar en todos los controladores Pi PID.
En resumen, PID es una herramienta muy útil cuando se usa correctamente y puede resultar en un ahorro significativo de productos químicos, sin mencionar la reducción del desgaste de la bomba y la reducción de los costes de electricidad.
Documento | Tipo | Tamaño |
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DAFSense | Folleto | 854kB |
PID Control | Nota Tecnica | 710kB |
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