Su Arıtma Tesislerinin Modernize Edilmesi

Prensipte, su arıtma tesisi, temiz su üreten bir fabrika gibidir. Su arıtma prosesi kabaca beş aşamaya ayrılabilir. Atık su tesise ulaştığında, ilk olarak mekanik olarak temizlenir. Bunun için su öncelikle bir elek sisteminden geçirilir ve büyük parçalar tutulur. Çıkıştaki kum kapanında debi düşürülürKum kapanı bir havalandırma sistemi, bir kazıyıcı ve bir gres kapanı ile donatılmıştır. Biyolojik saflaştırma, havalandırma havuzundaki mikroorganizmalarla başlar. Bu işleme havalandırılmış çamurda bulunan ve daha sonra atık su içerisindeki çözünmüş ve iyice ayrılmış organik kirletenleri parçalayan bakteriler de dahil olabilir. Bu proses, aslında sudaki doğal yapılarda görülen kendi kendini temizleme mekanizması ile aynıdır (Şek.1). İkincil çöktürme havuzunda havalandırılmış çamur flokülleri, temizlenmiş atık sudan mekanik olarak ayrılır ve havalandırma havuzuna geri dönüş çamuru olarak aktarılır.

Kontrol ve teknolojik işlevlerin desentralizasyonu

Daha esnek ve verimli su arıtma tesislerine talep ve yine bununla eş zamanlı olarak yüksek kullanılabilirliğe olan talep hem işletimci firmalara hem de ekipman tedarikçilerine sürekli olarak yeni görevler sunuyor. Bununla ilgili yaklaşımlardan biri de kontrol ve teknolojik işlevlerin desentralizasyonu yoluyla otomasyon teknolojisinin karmaşıklığının azaltılmasıdır. Bu konseptin sağladığı diğer ilave avantajlar arasında denetimsel kontrol ve otomasyon seviyelerinin çok daha basit bir şekilde dikey entegrasyonu da bulunur. Bu türden bir sistem, bir su arıtma tesisinin çok aşamalı temizleme proseslerine en ideal şekilde uygulanabilir. Tesisin hem tasarım ve mühendislik hem de programlama ve devreye alma aşamalarında elde edilen avantajlar açıktır: bağımsız işlevler açık bir şekilde belirlenebilir ve programlama ve devreye alma işlemlerinden sonra bağımsız birimlerde test edilip onaylanabilir. Eğer birden çok sayıda özdeş tesis bölümü varsa bu durumda yazılım ve donanım uygun şekilde kopyalanabilir. Dahası kablaj maliyetleri ve toplam iletişimde kullanılan veri miktarı da düşer. Ancak tüm arayüzlerin açık bir şekilde belirlenmesi çok önemlidir.

Güçlü Altyapı Bileşenleri

Sözkonusu genel otomasyon çözümünün performası olduğunda, dağıtılmış otomasyon bileşenlerinden ağ oluşturulması hayati öneme sahiptir. Bu noktada, son yıllarda Ethernet veri transferi standardı olarak ortaya çıkmıştır. Phoenix Contact'ın ürettiği kontrol sistemlerini daima bir ya da birden çok sayıda Ethernet arayüzü ile donatmasının sebebi de budur. Buna ek olarak, kumanda dolaplarına kurulum için endüstriyel sınıf tasarıma sahip hub'lar, switchler ve fiberoptik kablo dönüştürücüler gibi altyapı bileşenleri de sunulur. Halka, yıldız ya da çizgisel yapılar gibi çeşitli kurulum topolojileri sayesinde kullanıcılar, ağlarını tesislerinin yerel durumuna uyumlu hale getirmek için gerekli tüm seçeneklere sahip olurlar (Şekil 2). Gigabit seviyesinde data aktarım hızlarına sahip yönetilebilir switch sayesinde, örn. halka ring tipi topolojiler gibi yedekli sistem mimarileri konfigüre edilebilir. Yine Ethernet alanında cihazlar, müşterilerin endüstriyel ağ sistemlerinde değer verdikleri diyagnostik işlevleri destekler. Diyagnostik veriler denetimsel kontrol sistemine, OPC gibi standart arayüzler üzerinden aktarılabilir.

Gerçek-zaman Özellikli Profinet ve Kablosuz İletişim

Kontrol teknolojisinin desentralize dağıtılması durumunda, düşük hızlı uygulamalar için kumandalar arasında gerçek zamanlı iletişim bulunması gerekmez, zira yalnızca set değerleri ve güncel değerler değişir. Kontrol seviyesinin altında, hızlı I/O iletişiminin kurulması için genellikle Interbus ya da Profibus gibi endüstriyel ağ sistemleri kullanılır. Standart TCP/IP protokolu, yüksek veri miktarları ile başetmek üzere tasarlanmıştır ve bu yüzden başta I/O iletişimi olmak üzere otomasyonun gerçek zamanlı ve deterministik ihtiyaçlarına cevap veremez. Gerçek zamanlı Ethernet protokolü olan Profinet, bu uygulama alanı için geliştirilmiştir. Endüstriyel IT işlevlerine bağlı olarak hızlı proses veri transferine ek olarak Profinet, kullanıcıların tüm cihazlara ve sistemlere bağlantı için yalnızca tek bir veri transferi standardına, yani Ethernet'e ihtiyaç duyması yönüyle benzerlerinden ayrılır (Şek.3). Kumandaya OPC erişim işlemleri gibi Standart Ethernet iletişimi yanında parametrizasyon ve programlama da aynı altyapı kullanılarak gerçekleştirilir. Kablosuz veri aktarım vasıtalarındaki mekanik aşınma ortadan kaldırılabilir. Kısa mesafeler alındığından Blutooth ve WLAN kablosuz standartları açık çözümlerdir; bunlar ayrıca Profinet verilerinin şeffaf bir şekilde aktarımına da izin verirler. Bu yüzden Profinet, bir su arıtma tesisinin spesifik ihtiyaçlarına tam hitap edebilecek şekilde uyumlu hale getirilebilir.

Telekontrolün Kontrol Teknolojisine Entegrasyonu

Uygulamaların desentralizasyonu yalnızca anlaşılır şekilde düzenlenen tesis ve sistemlerle sınırlı değildir. Gaz, su ve enerji temini alanlarında bağımsız işler genellikle uzun kilometrelere yayılır. Bu mesafelerde Ethernet ya da endüstriyel ağ sistemi üzerinden veri aktarımı pratik olarak yalnızca fiberoptik kablolarla mümkündür. Buna karşın, genellikle sahada bakır telekomünikasyon kabloları kullanılır. Maliyet ve düşük genişletilebilirlik nedenlerinden ötürü Phoenix Contact her iki teknolojinin avantajlarını bir araya getirerek kontrol teknolojisi içeren tele kontrolü Uzak Sistemler yazılımı (ReSy+) için geliştirdiği Automationworx'e entegre etmiştir. Buna göre noktadan noktaya ya da çok noktalı olarak tahsis edilmiş hatlar üzerinden veri alışverişi yapılabilir. SHDSL teknolojisi, Ethernet verilerinin tahsisli hatlar üzerinden 10 kilometreye varan mesafelerde aktarılmasına imkan tanır. Eğer yineleyici istasyonları kullanılıyorsa sistem neredeyse her ölçekte genişletilebilir. Tahsisli hatlar bulunmuyorsa veriler genel telefon şebekesi üzerinden analog, ISDN, GSM, DSL ya da GPRS bağlantılarıyla da iletilebilir (Şekil 4). Veri aktarım protokolleri, bu iletişim için de önemli bir rol oynar. Phoenix Contact bileşenlerinin IEC 60870-5-101'e ve (Ethernet alanında) IEC 60870-5-104'e uygun olarak seri veri aktarımı için standart protokolleri desteklemesinin nedeni budur. GPRS tabanlı tele kontrol teknolojisinde, ODP protokolü (Open Data Port) bir OPC ara yüzüne sahip denetimsel kontrol sistemleri ile GPRS ağına uyumlu açık iletişime imkan tanır.