模块化污水处理厂的气动控制
污水处理厂的设计正在发生变化，这与乐高®积木有关。更具体地说，它与乐高结构的规模和复杂程度有关。如果您仔细地遵循说明，您将构建一个又一个模块，最终将它们拼接在一起，创建一个功能完整且具有内聚性的单元。
据Festo公司过程自动化主管Craig Correia说，类似的方法正在被用于污水处理设施的设计，它对制造商和最终用户都有一些好处。
“原始设备制造商已经开始模块化。这就是这股潮流的来源，”科雷亚在最近的一次采访中解释道。“他们宁愿每年建造15个相同的滑道，也不愿建造15个不同的滑道。OEM的优势在于可重复、高效和更有利可图。”
对于工厂人员来说，优势是可扩展性。与新建工厂不同，采用小型独立单元设计的工厂可以通过增加更多模块来提高生产能力。这种方法可用于废水处理设施，以及制药、食品加工、精细化工和饮料行业的生产设施。
在这张图中，两个模块通过即插即用连接添加到Festo CPX控制器上。
在我们的谈话中，Correia详细讨论了模块化的优势，概述了这种方法如何有助于更好地监测压缩空气的使用。他还为污水处理厂的设计提供了一些建议，以确保它们尽可能有效地使用压缩空气。
污水处理厂的气动控制
当市政当局决定设计和建造污水处理厂(WWTP)时，通常有一个标准的流程。市政府对该项目进行投标，评估建议书，并选择一家土木工程公司来完成这项工作。然后该公司从头开始设计工厂。据科雷亚介绍，这些项目中大约70%采用了电气系统来控制阀门。
其余30%的设施使用气动技术。在这些项目中，Evoqua、Pall和GE Water等公司制造了利用压缩空气作为工作介质来控制和自动化污水处理厂的进水和出水的滑板。低压压缩空气(至少60psi或4bar)用于整个仪器、阀门、传感器，甚至过滤膜。Correia提到，在美国有70多家这样的原始设备制造商为废水工业生产过滤滑块，他们是目前正在推动模块化的公司。
传统的水过滤装置设计。
模块化设计的优点
对于这些原始设备制造商来说，模块化防滑设计是无需动脑的，因为它使他们能够生产系列产品，或大批量生产相同的产品。制造同样的产品比定制每一个滑橇更有效率，因此更有利可图。
科雷亚说:“如果(整车厂)某一周在蔓越莓镇生产一套系统，下一周他们就要与墨西哥的某个人合作，所有的要求都会改变。”“如果他们每次都要重新设计，他们就会失去一些作为撬板制造者的效率。他们想要标准化，而不是每次都重新设计。”
当一家公司可以制造更小的标准滑板时，它的图纸就变得更容易重复。该公司的工人也变得更适应这些设备，帮助他们更有效地组装滑板。
模块化设计也在许多方面帮助了最终用户。除了潜在地降低成本和实现更快的周转，模块化的方法为设施提供了更大的灵活性。
沃尔特过滤,模块化/步骤1
水过滤装置的机械和功能任务的模块化。
在污水处理厂的背景下，oem生产用于紫外线(UV)光处理、膜过滤、反渗透(RO)和化学投加的滑板。采用模块化设计，可以将滑块聚集在一起，或按序列排列，以达到预期的效果。根据设施的需要，可以增加额外的单元，或者关闭现有的单元。
模块化如何帮助监测压缩空气?
如果工厂有现场编程专业知识，它也可以利用较小的模块来更好地监控打滑性能，包括压缩空气的使用。根据Correia的说法，公司不在整个系统中运行诊断的原因之一是带宽问题。您在整个系统中收集的信息越多，顶级控制器的速度就越慢。
Correia评论说:“如果每个橇都是本地控制的，这是可行的，这意味着每个橇都有自己的控制器，自己的阀门终端，自己的电气终端，他们可以交叉通信，并将通信推到更高级别的控制器或SCADA系统。”“通过分散式智能阀门和电气终端，用户可以在每个模块上进行诊断，只有当设备超出预定义范围时才会发出警报。你应该在当地安装一个流量计来监测压缩空气。如果那个模块的空气体积急剧上升，你可以去评估它。”
沃尔特过滤,模块化/步骤2
水过滤装置自动化任务的模块化。点击在这里扩大。
这种设置不仅有助于减少网络拥堵，而且监测空气消耗的分散概念也有助于诊断问题，比在整个废水处理过程的前端使用一个流量计更好。
“我们可能会看到空气消耗增加 - 但在哪里？”Correia问道。“该系统有一系列用于RO，UV，膜过滤和化学剂量的模块，但空气丢失在哪里？通过每个模块中使用分散的诊断方法，您可以快速查明压缩空气使用。“
在我们的讨论中，Correia提到自动化组件对于这种方法来说不会更昂贵。成本——和挑战——将伴随着编程而来。一个控制工程师将不得不编写更多的程序。如果有8个模块，你可能需要8个不同的程序来满足第9个监督程序，而不是一个主程序控制8个没有智能的滑梯。
气动阀门提供远程诊断
即使没有内部编程能力的设施也可以通过模块化滑道监控压缩空气的使用情况。Festo为这些滑道提供阀门和过程控制终端，以及自动化软件。该软件为终端用户和原始设备制造商提供了最大的利益。
据Correia介绍，Festo技术使过滤橇制造商能够对他们生产的任何橇进行远程实时诊断。
“(原始设备制造商)可以在加州的市政当局、食品生产厂或酿酒厂安装这种设备——无论在哪里——而且他们可以实时看到刹车处发生了什么，”科雷亚说。“如果客户打电话报告污水没有达到特定标准，他们可以远程进入Festo系统，查看最近的40个诊断事件，让他们能够立即远程排除故障。”
沃尔特过滤,模块化/步骤3
模块化水过滤装置。点击在这里扩大。
在传统的系统中，技术人员可能会收到感官反馈，但它不会指明问题发生的地方。这种情况留下了很多不理想的地方，因为工厂的技术人员将不得不排除滑橇的每个子系统的故障。据科雷亚称，Festo阀门提供了这一信息，并查明了问题所在。
Correia解释说:“除了从滑块获得感官反馈外，阀门还可以进行诊断。“它可以告诉你是否有阀门坏了、短路了、保险丝烧断了、电线断了、电压过载，并首先在触摸屏上实时显示这些信息，但也会在更高级别的SCADA系统上显示。”
远程诊断所提供的信息对于终端用户和负责维修橇的OEM来说都是非常宝贵的。远程诊断问题的能力使OEM能够在全国范围内为客户提供服务，而无需引入第三方技术人员或空运人员到现场。
科雷亚说:“我们没有看到企业充分利用这些信息。”“这让每个人都多了一点内心的平静。”
在设计时考虑压缩空气
当谈到有效使用压缩空气时，Correia为污水处理厂的防滑设计提供了一些建议。他提到，整个行业的可靠性安全系数过高，尤其是市政应用。大型wwtp可能有懂编程和自动化的控制工程师，但较小的城镇通常缺乏这些资源。
Correia解释说:“很多系统都是复制粘贴设计的，目的是为了节省时间，或者因为体积更大感觉更安全，但却没有考虑长期成本。”“为了节省设计时间或提高舒适度，工程师和设计人员经常使用超大尺寸的先导阀、执行机构和油管直径。在最初的构建中，它可能只会增加3000美元的组件成本，但我有一点想法，它会工作的。但你猜怎么着?阀门的每一个循环都消耗和排出多余的压缩空气。需要更多地考虑核电站将投入运营的几十年的生命周期成本。”
沃尔特过滤,模块化/步骤4
通过增加更多的模块，可以对系统进行扩展。点击在这里扩大。
每次气动控制打开或关闭阀门时，压缩空气就会通过管道输送并消耗掉。气动控制柜离气动阀越近，你浪费的空气就越少。根据Correia的说法，你应该让你的气动控制柜靠近他们控制的工艺阀门，以提高效率。
科雷亚说:“我们总是鼓励我们的客户多花一点时间来更有效地设计滑板。”“不要让你的气动阀门太大。不要过大你的压缩空气管。缩短油管的运行时间。将气动阀门靠近过程控制柜。”
使用流量计-无论如何
也许在设计或安装气动控制的WWTP SPLID时最重要的事情是包含流量计。“你无法监测你不衡量的东西”的旧座右铭适用于气动控制。
“当我们谈论压缩空气的效率时，我们告诉这些OEM的一件事 - 我们告诉大家做这一点 - 它们应该在系统的前端放置流量计，”Correia说。“每个人通常会测量压力，但它们不是测量流量。流程同样重要，因为您需要体积。你需要在那个压力下填充这些执行器。“
根据Correia的说法，压缩空气流量计在过去五年中真的成本下降。Festo非常鼓励其客户在每一个滑块上放置它们的原因有两个原因：（1）它们提供可追踪的能量指标，（2）流量监测提供了良好的预防性诊断。
Festo阀门终端配置多个舱壁安装。
通过在过滤滑块上安装一个流量计，你可以精确地跟踪它消耗了多少压缩空气。这个数字很大，因为它为比较提供了一个基线。原始设备制造商可以利用这个数字，推动他们的工程团队进行改进。污水处理人员可以利用这些相同的指标来比较不同的滑道，从而选择最节能的滑道。
“如果你想在工业领域运营，大公司都有节能项目，”Correia解释说。“如果你竞标，你可以说滑雪比我们去年建造的那个更效率，那个采购人或工程师会更好地购买那种滑雪。”
流量计还有助于提供预防性诊断。举个假设的例子，假设其中一家原始设备制造商在一个小城市安装了一个刹车装置。经过一些持续的监测，他们确定，为了平稳运行，它每小时消耗大约16升空气。如果有一天，也许是一个月后，他们注意到它每小时消耗80升压缩空气，他们会立刻知道有泄漏。
科雷亚说:“泄密将导致两件事。“它要么会在某个时候导致故障，导致系统崩溃，要么只是浪费压缩空气，直到它真正崩溃。用流量计监测压缩空气的使用情况是最好的防滑诊断工具。”
流量计安装指南-网络研讨会记录下载幻灯片并观看免费网络直播的录音，学习:
|
模块化自动化实现能源效率
乐高模型是伟大的，因为它们简单到足以让孩子们喜欢，但复杂到足以让成年人欣赏。显然，设计一个污水处理厂比拼凑一组乐高积木要复杂得多，但同样的模块化概念可以帮助为工业设施带来可伸缩性和灵活性。通过遵循本文列出的一些最佳实践，您还可以确保这些模块化滑道有效地使用压缩空气，并监控压缩空气的使用情况，作为预防诊断措施。
欲了解更多信息，请联系克雷格•科雷亚电话:(631)404 - 3407,或访问www.festo.us水。
阅读更多关于气动学， 请拜访airbestpractics.com/technology/pneumatics.。
