Saf ve ultra saf su arıtma sistemleri
Sadece temiz değil, tamamen saf
EnviroFALK GmbH, 30 yılı aşkın süredir dünya çapında çok farklı endüstriler için saf ve ultra saf su arıtma sistemleri tasarlıyor, üretiyor ve satıyor. Temel olarak, musluktan akan su proses sensörleri için bir zorluk teşkil etmez. Ancak ultra saf su tamamen farklı bir hikayedir. Bu arıtma süreçlerinde kullanılan sensörlerin çok daha verimli ve sağlam olması gerekir.
Musluk suyu ile bir yüzeyi temizlemeye çalışan herkes bu etkiyi bilir: Göze hoş görünmeyen lekelerin ortaya çıktığını görebilirsiniz. Pencere camlarında veya içki bardaklarında bu etki sadece estetik algımızı bozabilir, ancak endüstriyel proseslerde ürünlerin kalitesini ciddi şekilde tehlikeye atabilir. Örneğin, işlenmiş metal parçaların yağlardan ve soğutucu maddelerden arındırılması amacıyla durulanması ve daha sonra kaplama veya elektroliz yöntemiyle kaplamaya hazırlanması için arıtılmış su kullanılması gibi. Veya durulama suyunun kuruduktan sonra herhangi bir kalıntı bırakmaması gereken optik endüstrisinde ve medikal teknolojide.
Çözüm: saf su. Bu su, çözünmüş mineral, tuz veya bakteri içermez. Kalite derecesine bağlı olarak saf veya ultra saf su terimi kullanılır.
Ultra saf su sistemleri
Merkezi Almanya'nın Westerburg kentinde bulunan EnviroFALK şirketi, bu alanda bir uzman olarak kendini kanıtlamıştır. 1989 yılında kurulan şirket, günümüzde ultra saf su sistemleri konusunda pazar liderlerinden biridir. Kurucu ortak ve Genel Müdür Peter Leyendecker'in açıklamaları: "Piyasada mevcut olan farklı su arıtma teknolojilerinden konseptler geliştiriyoruz: Ters osmoz sistemleri, ultra filtrasyon, nano filtrasyon veya iyon değişim sistemleri. Sistemlerimiz, genellikle çeşitli teknolojilerin bir kombinasyonunu kullanıyor. Müşterilerimize su azaltma, devir daimi ve özellikle saf su arıtımı için eksiksiz konseptler sunuyoruz."
EnviroFALKta Ölçüm ve Kontrol Mühendisi olan Maximilian Meurer, bunun nasıl çalıştığını açıklıyor: "Bu proses suyu arıtma sisteminde, normal suyu musluktan çıktığı gibi enjekte ediyoruz. İlk adımda, su yumuşatılıyor. Bu yumuşak su ile tüm katı maddeler ters osmoz yoluyla filtreleniyor. Bir sonraki arıtma adımında, su, bir iyon değiştirme kartuşundan geçiyor. Bu kartuş, suyun içindeki tüm mineralleri temizleyen özel bir granül veya karışık yatak reçinesi ile dolduruluyor. Tamamen tuzdan arındırılmış bu suyun kalitesini kontrol etmek için ifm'nin iletkenlik sensörlerini kullanıyoruz. Sağladığı proses değerini temel alarak, kartuş bittiğinde ve değiştirilmesi gerektiğinde iletkenlikte bir artış olduğunu hemen fark edebiliyoruz. Saf su, ara depolama için bir tanka pompalanıyor ve ayrıca çeşitli uygulamalarda esnek kullanıma izin vermek için kısmen ısıtılıyor. Tuzdan arındırılmış su, ayrıca mikroplarla mücadele etmek ve yüksek saflık derecesini korumak için UV radyasyonuna tâbi tutuluyor."
Farklı saflık seviyelerine sahip proses suyu arıtma tesisi.
Sensörler ve gereklilikler
Otomasyon uzmanı ifm'nin çeşitli sensörleri, karmaşık arıtma prosesini izlemek ve ultra saf suyun sürekli olarak yüksek kalitede olmasını sağlamak için kullanılmaktadır. En küçük bir kirlenme veya remineralizasyon bile kaliteyi düşürebilir ve her ne pahasına olursa olsun önlenmelidir. EnviroFALK, tam da bu nedenle boru ve tanklarında gömme montaj sensörleri kullanıyor. Avantaj: İstenmeyen zenginleşmeye yol açabilecek statik suya neden olan ölü boşluklar yoktur. Bir diğer zorluk ise, demineralize suyun, örneğin geleneksel paslanmaz çelik duvarlar gibi çevresindeki malzemelerden sürekli olarak mineralleri çözerek doğal olmayan tuzdan arındırılmış durumu telafi etmeye çalışması ve bunun da zamanla çukurlaşmaya yol açmasıdır. Bu nedenle, bu sistemdeki borular özellikle yüksek kalitede plastik veya paslanmaz çelikten üretilmiştir. Aynı durum, ortamla temas eden sensörler için de geçerlidir. ifm, ultra saf su uygulamaları için özel sensörler sağlar. Algılama yüzeyinin temas eden kısımları, yüksek dereceli paslanmaz çelikten veya ultra saf suyun herhangi bir molekülü çıkaramayacağı diğer malzemelerden oluşur.
1. resim: Saf suyun ısıtılması ve depolanması için yalıtımlı aşağı akış tankları. 2. resim: ifm'nin LDL101 sensörü, su saflığını izlemek için iletkenlik ölçümleri yapar ve iyon değiştirici kartuşlarının değiştirilmesi gerektiğinde zamanında sinyal verir.
Anahtar ölçüm: iletkenlik değeri
LDL101 iletkenlik sensörü, ürün kalitesi veya proses güvenilirliği için suyun saflığının çok önemli olduğu durumlar için doğru tercihtir. İletkenlik değeri, suyun elektriksel özdirenç değerinin tersidir. Su ne kadar safsa, direnci o kadar yüksek ve iletkenliği o kadar düşük olur.
EnviroFALKta Ölçüm ve Kontrol Mühendisi olan Maximilian Meurer, ekliyor: "LDL101 IO-Link sensörünü, yüksek düzeyde arıtılmış suyun kalitesini güvence altına almanın anahtarı olan iletkenlik ölçümü için kullanıyoruz. İletkenlik, sudaki iyon konsantrasyonunu gösterir. Serbest iyon sayısı ne kadar az olursa iletkenlik de o kadar düşük olur. LDL101 iletkenlik sensörü, santimetre başına 0,04 ila 1.000 mikrosiemens arasındaki çok geniş ölçüm aralığı ile bizi etkiledi. Girişteki normal 'şebeke' suyundan çıkıştaki ultra saf suya kadar tüm sistem aşamalarını tek tip sensörle kapsamamızı sağladığı için, bu aralık bizim için idealdir. Sadece tek bir sensör tipi kullanmak, depolama maliyetlerimizi azaltıyor. Daha az sensör çeşitliliği de sahadaki servis teknisyenlerimiz için daha az karmaşıklık anlamına geliyor. Sensörün kompakt tasarımı da bizi aynı şekilde etkiledi. Standart M12 bağlantı tekniğiyle bağlayabiliyoruz ve pahalı veri kablolarına veya kabinde harici bir değerlendirme ünitesine ihtiyaç duymuyoruz; bu da zamandan, yerden ve maliyetten tasarruf sağlıyor."
Yüksek çözünürlük ve ölçüm değerlerinin IO-Link üzerinden kayıpsız dijital iletimi, su kalitesinin sürekli olarak hassas bir şekilde analiz edilmesini ve proseslerin kusursuz olmasını sağlar. Örneğin, ultra saf su üretimi sırasında iletkenlik değerinin yükselmesi, parçaların bakım gerektirdiğini gösterir.
Temiz basınç ölçümü
Borulardaki basınç, sistemin çeşitli noktalarında izlenmelidir. Gelecekte, PL15 basınç sensörü karmaşık bir su sisteminde çeşitli görevlerin bir kombinasyonunu yerine getirmek için kullanılacak. "Öncelikle, pompa kontrolü için PL15 kullanıyoruz. Sensör, IO-Link sayesinde 0 ila 10 bar basınç aralığının tamamında mükemmel çözünürlüğe sahip. IO-Link, ölçüm değerlerinin dijital bir formatta, yani dönüştürme kayıpları olmadan doğrudan okunmasını sağlıyor, bu da bize daha fazla hassasiyet sağlıyor. Ayrıca artık sensörün kendisinde herhangi bir ayar yapmamıza gerek kalmıyor, bu da kullanımı kolaylaştırıyor." Basınç sensörünün gücünü gerçekten ortaya koyabileceği bir başka uygulama alanı da tanktır. Maximilian Meurer: "PL15 aynı zamanda seviye denetimi için de uygundur. Gömme tasarımı, statik suya ve dolayısıyla istenmeyen zenginleşmeye neden olan ölü boşlukları önler. Basınç sensörünün bir başka avantajı da, proses şeffaflığını ve kontrolünü daha da geliştiren ek bir proses değeri olarak proses sıcaklığını vermesidir.
IO-Link üzerinden serbestçe yapılandırılabilen PL15 serisinin özel olarak kompakt ve gömme basınç sensörleri maksimum esneklik sunar.
Ultra saf suyun hassas akış hızı ölçümü
Ayrıca müşteri için önemli olan, arıtma sürecinin sonunda mevcut olan saf su miktarıdır. Ters osmoz sırasında, besleme akışı, "permeate" olarak adlandırılan saf su akışına ve partiküller içeren konsantre akışına ayrılır. Örneğin, tesis operatörü her iki miktarı karşılaştırarak filtrelerin bakım gerektirdiğini veya besleme akışının yabancı maddelerle yoğun bir şekilde kirlendiğini görebilir. Kesin bir sonuç elde etmek için, akış hızı sistemdeki birkaç noktada hassas bir şekilde ölçülmelidir.
Sensör uzmanı ifm, bu amaçla ultra saf su uygulamaları için dakikada 1.000 litreye kadar akış hızlarını yüksek hassasiyetle algılayabilen SU tipi ultrasonik akış ölçeri geliştirdi. Ultrason teknolojisi sayesinde bu, EnviroFALK'taki fabrikalarda üretildiği için düşük iletkenliğe sahip ultra saf su için de geçerlidir. LDL serisi iletkenlik sensörleriyle birlikte kullanılarak filtreleme prosesinde güvenilir bir kalite kontrolü sağlanabiliyor. Akış ölçerin ölçüm borusu yüksek kaliteli paslanmaz çelikten yapılmıştır, ölçüm elemanları, contalar ve hareketli parçalar içermez. Bu da pervaneler veya türbinler gibi mekanik sistemlerde meydana gelebilecek tortu, hasar, kaçak veya tıkanmalardan veya diğer ölçüm prensiplerinde olduğu gibi tasarımdan kaynaklanan basınç düşüşlerinden kaynaklanan arızaların en baştan itibaren hariç tutulduğu anlamına gelir. Tamamen paslanmaz çelikten üretilen ölçüm borusu, elektrotların veya contaların malzeme uyumluluk testlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve kolay, eksiksiz ve kalıntısız temizlik sağlar. Sinyal gücünü sembolize edebilen LED, kararlı bir sürecin ek bir görsel göstergesi olarak görev görür. Düşen bir değer, borunun iç duvarındaki parçacıkların, hava kabarcıklarının veya kalıntıların bir göstergesi olabilir.
1. resim: ifm'nin ultrasonik akış ölçerinin ölçüm borusu, ölçüm elemanları veya hareketli parçalar içermez ve bu nedenle ultra saf su uygulamalarında kullanım için idealdir. 2. resim: Temassız LW2120 radar seviye sensörü, saf su tankı kapağının dışına monte edilir.
Tanklarda temassız radarlı ölçüm
IO-Link uyumlu LW2120 radar seviye sensörü, tanklarda temassız seviye denetimi için idealdir. Sensör, kör alan bırakmadan ve milimetrelik bir çözünürlükte 10 metreye kadar bir yükseklikte dolum seviyelerini algılayabilir. Kullanılan 80 GHz değerindeki frekans, kısıtlı alanlarda bile kararlı ve hassas ölçüm sonuçları sağlar. Sensör, aksesuar olarak temin edilebilen anten uzatmasıyla kapalı metal tankların dışında da, örneğin açık teknelerde veya plastik tanklarda kullanılabilir.
Maximilian Meurer'in bu konudaki açıklamaları: "Belirli uygulamalar için hidrostatik seviye ölçümünün yerine radar sensörünü kullanıyoruz. Örneğin son müşteriler, her vidalı bağlantının ve her ölçüm noktasının potansiyel bir kirlenme kaynağını temsil ettiği ultra saf su alanında bunu talep ediyor. Bu tür uygulamalarda, sensör tank kapağının dışına takıldığı ve maddeyle temas etmediği için bir radar sensörü kullanarak seviye ölçümü yapmak avantajlıdır".
IO-Link uzaktan parametre ayarı ve okuma rahatlığını eklerken, standart M12 bağlantı tekniği, dakikalar içinde hatasız kurulum sağlar. Ünitedeki akıllı algoritma, IO-Link aracılığıyla parametre ayarını çok kolaylaştırır: Referans yükseklik bir kez ayarlandıktan sonra, sensör, IO-Link aracılığıyla hemen doğru değeri sağlar.
IO-Link ile katma değer
IO-Link'ten bahsetmişken: Teknolojiden ilham alan EnviroFALK, bu dijital iletişim protokolünü kullanan sensörlere güvenmeyi seçti.
Maximilian Meurer, faydaları açıklıyor: "IO-Link ile HMI ve kontrol cihazı üzerinden her bir sensöre kadar tam şeffaflığa sahibim. Anormal koşullar ortaya çıkarsa, her sensörün teşhis verileri sorunu hızlı bir şekilde tanımlamama ve gidermeme yardımcı oluyor. Sensör verilerinin kontrol cihazına aktarılması da çok basit. Periyodik veri sorguları sayesinde, ölçüm değerleri doğrudan sayısal değerler olarak sağlanıyor. Daha önce analog ölçüm değerleri ile bu mümkün değildi. IO-Link ayrıca, seri numaraları veya kalibrasyon verileri gibi diğer verileri sorgulamama ve dijitalleştirmeme de olanak tanıyor. Ölçülen değerlerin, örneğin akış sensörleri için dakikada litre veya saatte metreküp gibi çıkış birimini bile belirleyebiliyorum. Dahası IO-Link, bir sensörün birkaç ölçüm değerini iletmeme izin veriyor. İletkenlik sensörünün yanı sıra tanklarda ve pompada kullandığımız basınç sensörleri de buna örnek olarak verilebilir: Tanktaki seviyeyi belirlemek için basıncı ölçerken, aynı zamanda tanktaki ortam sıcaklığını öğrenmek için sensörün sağladığı sıcaklık değerini okuyoruz. Bu da ilave sıcaklık sensörleri takma ve tanka ilgili vidalı bağlantıları ekleme zahmetinden bizi kurtarıyor. SU tipi akış ölçer, ayrıca bir veri hattı üzerinden birden fazla ölçüm değerini iletiyor: Akış hızı ve sensör durumuna ek olarak, toplam akış hızı ve sıcaklık da IO-Link üzerinden kullanılabiliyor. Ve veri depolama fonksiyonu sayesinde, yanlış bir sensör kullanıldığında veya kablolama hataları olduğunda biz ve son müşteri bunu hemen fark ediyoruz. Bu fonksiyon ve hem master hem de ünite üzerinde önceden kablolanmış M12 kablolarının basit bağlantısı sayesinde, bir sensörü hızlı bir şekilde değiştirmek için artık kalifiye bir elektrikçiye ihtiyacınız yok."
IO-Link, kapsamlı parametre ayarını destekler. Çıkış işlevleri, ölçüm aralıkları, devre noktaları ve diğer parametreler sensörün karakteristik değerleri dahilinde serbestçe seçilebilir. Daha önce birçok farklı sensörün gerekli olduğu yerlerde, artık genellikle tek bir IO-Link ünitesi yeterlidir.
Maximilian Meurer: "IO-Link'in bizim için başlıca avantajları, sensör çeşitliliğinin ve depolama maliyetlerinin azalmasıdır. Servis teknisyenlerimiz, cihazları değiştirirken artık çok sayıda farklı sensöre ihtiyaç duymuyor. Bu da zaman ve para tasarrufu sağlıyor."
IO-Link iletişim protokolü, her bir sensöre erişim sağlar. Bu sayede maksimum şeffaflık sağlanır ve sorunlar daha kolay şekilde giderilebilir. / Merkezden bağımsız IO-Link masterlar, kontrol kabininde yerden tasarruf sağlar ve sensörleri ve aktüatörleri bağlama olanağı sunar. Tesis kontrol cihazına bağlantı, Profinet üzerinden yapılır.
ifm'nin kompakt PV basınç sensörleri, G1/4 proses bağlantısı sayesinde küçük borular için de uygundur. Basınca ek olarak, IO-Link aracılığıyla ortam sıcaklığını da iletirler.
Sonuç
ifm sensörleri, saf ve ultra saf su sistemlerinde kolay ve hassas proses izlemeye olanak sağlar. IO-Link, depolama maliyetlerini ve montaj karmaşıklığını azaltarak önemli ölçüde maliyet tasarrufu sağlarken, şirketler dijital çağa geçerken tüm proseslerde tam bir şeffaflık yaratır.
Özetle: temiz bir çözüm!
