Automatizace experimentální jednotky pro recyklaci odpadních vod

Abstract

Diplomová práce se zabývá vývojem a realizací systému řízení experimentální membránové recyklační technologie, vyvíjené v Laboratoři energeticky náročných procesů Ústavu procesního inženýrství na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně. Technologie využívá mikrofiltraci, ultrafiltraci a reverzní osmózu k experimentálnímu zpracování odpadních kalů z průmyslových procesů. Vzhledem k dosavadnímu řešení založenému na ručním ovládání je cílem práce návrh automatizovaného řídicího systému, který usnadní provádění experimentů a umožní dlouhodobější provoz bez nutnosti stálé přítomnosti kvalifikované obsluhy. V rámci práce byly navrženy a implementovány vhodné prvky automatizace a následně vytvořen kompletní řídicí systém s uživatelským rozhraním HMI pro pohodlnou obsluhu zařízení. Součástí systému je rovněž automatický provozní režim zahrnující pravidelné proplachy membrán a systém alarmů, který monitoruje kritické provozní veličiny. V případě překročení nastavených mezí alarmy informují obsluhu nebo v případě potřeby aktivují bezpečné odstavení zařízení za účelem ochrany membrán. Funkčnost navrženého řešení byla ověřena v rámci provozního testování.

The thesis deals with the development and implementation of a control system for experimental membrane recycling technology, a project of the Laboratory of Energy Intensive Processes at the Institute of Process Engineering at the Faculty of Mechanical Engineering of Brno University of Technology. The technology uses microfiltration, ultrafiltration and reverse osmosis for experimental treatment of waste watter from industrial processes. Considering the existing solution based on manual control, the aim of the work is to design an automated control system that will facilitate the experiments and allow longer operation without the need for permanent presence of qualified operators. Within the scope of the work, suitable automation elements were designed and implemented, as well as a complete control system with HMI user interface for convenient operation of the equipment. The system also includes an automatic operating mode, including regular membrane flushing and an alarm system that monitors critical process values. If set limits are exceeded, the alarms inform the operator or, if necessary, activate a safe shutdown of the plant to protect the membranes. The functionality of the proposed solution was verified in operational testing.