Ipari szennyvízkezelés biztos kézben – a mórahalmi PACAPIME gyár vezérlésének teljes története

A feladat súlya: ahol a „csak működjön" nem elég

Egy ipari szennyvízkezelő rendszer nem olyan, mint egy gyártósor. Egy gyártósor megáll, kijavítod, újraindítod – és legfeljebb néhány órányi termelést veszítesz. De ha egy szennyvízkezelő rendszer leáll vagy rosszul működik, az más kategória: a technológiai víz minősége romlik, a kibocsátási határértékek sérülhetnek, a hatóság kopog, és a probléma nem napok, hanem órák alatt eszkalálódik.

A mórahalmi PACAPIME gyár (Papírgyári út 4., Mórahalom) ipari szennyvízkezelő rendszerénél pontosan ez volt a tét. A gyár működéséből kétféle szennyvíz keletkezik – ragasztós és festékes –, és mindkettőt különböző technológiai lépéseken kell átvezetni, mielőtt a tisztított víz visszakerülhet a rendszerbe vagy kiengedhető. Nem kis feladat: a technológia magában foglal keverést, pH-szabályozást, vegyszeradagolást, ülepítést, dekantálást, ultraszűrést, fordított ozmózist, ioncserélő regenerálást és iszapkezelést.

Mindez egyszerre. Párhuzamosan. Automatikusan.

A kérdés nem az volt, hogy milyen PLC-t tegyünk a szekrénybe. A kérdés az volt: hogyan lehet egy ilyen összetett technológiai folyamatot megbízhatóan, átláthatóan és szervizelhető módon automatizálni?

Ami nem látszik a szekrény mögül: a tervezés

Mielőtt az első kábelt megfogtuk volna, hetek teltek el tervezéssel. Egy ilyen rendszer nem tűri a rögtönzést – a villamos dokumentáció az alap, amelyre minden épül.

A PACAPIME projekthez több tucat tervlap készült (M2025/190 rajzszám alatt), amelyek lefedik a rendszer minden aspektusát: fedőlap, tartalomjegyzék, kábeljegyzék, megtáplálás, 24 VDC tápellátás, vészleállítási körök, PLC I/O kiosztás, HMI–router–switch hálózat, motoros áramkörök szivattyúnként és keverőnként, mágnesszelep-vezérlések, szintkapcsolók, szinttávadók, pH-műszerek és analóg jelek.

Miért fontos ez ennyire? Mert a villamos terv nem „papírmunka" – hanem a rendszer DNS-e. Ha jól van megcsinálva, a szekrény áttekinthető, a szerelés gyors, a beüzemelés gördülékeny, a szerviz egyszerű, és a rendszer bővíthető. Ha rosszul van megcsinálva – vagy hiányzik –, minden más is nehéz lesz.

A mi megközelítésünk: a tervlapnak olyannak kell lennie, hogy bármelyik villamos szakember – akár évek múlva – a kezeibe vehesse és azonnal értse, mi hol van és miért. Ez nem szívesség a jövő szervizes felé. Ez szakmai minimum.

A szekrény: ahol az ötlet fizikai valósággá válik

A rendszer egy Rittal VX25 álló szekrényben kapott helyet – ez a szekrénypiramis csúcsa: ipari besorolás, kiváló hőkezelés, moduláris bővíthetőség, és ami különösen fontos egy szennyvízkezelőnél: tartós, ellenálló kivitel.

A szekrény névleges üzemi feszültsége 400/230 V, a vezérlőfeszültség 24 V DC. A szekrényajtón HMI kezelőpanel, fő kezelőszervek és vészleállító kapott helyet – a kezelhetőség és üzembiztonság egyaránt szempont volt.

Belül: rendezett kábelezés, tagolt készüléksorok, logikus jelölések. Nem egy „átlátom, mert én csináltam" szekrény – hanem egy „átlátja bárki, aki villamos tervet tud olvasni" szekrény. A kettő között óriási a különbség.

A technológia, amit vezérelni kell: nem a szokásos „ki-be"

Most jön a rész, ahol a dolog igazán izgalmassá válik. Mert ez a rendszer nem arról szól, hogy egy szivattyú megy vagy nem megy. Ez egy összetett, többágú, párhuzamosan futó technológiai folyamat, amelyben a vezérlésnek minden pillanatban tudnia kell, hol tart minden egyes alrendszer – és mi a következő lépés.

Ragasztós szennyvíz kezelése

A ragasztós szennyvíz a gyártás során keletkező, ragasztómaradékot tartalmazó víz, amelyet speciális kezelési lépéseken kell átvezetni. A folyamat magában foglalja a gyűjtést, a keverést, a vegyszeradagolást (sav/lúg a pH-beállításhoz, polimer a pelyhesítéshez, bentonit a kötéshez), az ülepítést, a dekantálást és az iszap elvezetését. Minden lépés időzített, szint- és pH-függő – a PLC-nek folyamatosan döntenie kell, mikor melyik szakasz következik.

Festékes szennyvíz kezelése

A festékes ág hasonló elveken működik, de más vegyszerekkel és más paraméterekkel. Itt a PAC (poli-alumínium-klorid) és a vas-klorid is megjelenik adagolóanyagként, és a kezelési sorrend is eltérő. A PLC-programban ez két külön állapotgépet jelent, amelyek egymástól függetlenül, de az erőforrásokat (szivattyúk, tartályok) megosztva futnak.

Ultraszűrés (UF)

Az ultraszűrő membrán a finomabb szennyeződéseket távolítja el. Egy UF rendszer azonban nem „csak szűr" – rendszeres mosási ciklusokra van szüksége: előöblítés, vegyszeres mosás, utóöblítés, és mindez előre definiált nyomás- és időparaméterek alapján. Ha a mosás nem megfelelő, a membrán eltömődik. Ha túl gyakori, az élettartam csökken. A PLC-nek az optimális egyensúlyt kell tartania.

Fordított ozmózis (RO)

Az RO rendszer a legfinomabb szűrési lépcső: molekuláris szinten választja el a tiszta vizet a szennyeződésektől. A vezérlés itt is komplex – recirkulációs körök, nyomásfelügyeletek, hibajel alapú beavatkozások és mosási ciklusok, amelyek mind a PLC állapotgépébe vannak beágyazva.

Ioncserélő regenerálás

Az ioncserélő gyanták idővel telítődnek, és regenerálni kell őket – sav- és lúgoldatos átmosással. Ez egy precíz, többlépéses folyamat: feltöltés, sav/lúg adagolás, átszivárogtatás, öblítés, stabilizálás. A PLC-nek minden lépésnél figyelnie kell az időzítést, a térfogatot és a pH-értékeket.

Iszapkezelés és szűrőprés

A technológiai folyamat során keletkező iszapot szűrőpréssel kezelik. A szűrőprés vezérlése is a rendszer része: töltés, préselés, nyitás – és közben az iszaptartály szintjének figyelése és a szivattyúvezérlés koordinálása.

A PLC és HMI programozás: ahol a folyamat logikát kap

Az, ami a terven vonalak és jelölések halmaza, az, ami a technológiai leírásban szöveges folyamat – azt a PLC programozás teszi élővé. Ebben a projektben a programozás nem a „ráülök két napra és megírom" kategória volt.

A vezérlési logika állapotgépes (state machine) szemlélettel épül fel: minden technológiai ág (ragasztós kezelés, festékes kezelés, UF, RO, ioncserélő, iszapkezelés) egy-egy önálló állapotgép, amelyen belül definiált lépések követik egymást. Minden állapotátmenetnél a PLC ellenőrzi az előfeltételeket: szintek, pH-értékek, időzítők, hibaflagek – és csak akkor lép tovább, ha minden feltétel teljesül.

A HMI kezelőfelület a gépkezelő ablaka a folyamatra. A képernyőn a ragasztós és festékes ágak elkülönítve jelennek meg, valós idejű állapotjelzéssel, szintértékekkel, pH-értékekkel és aktuális cikluslépéssel. A kezelő automata üzemmódban figyeli a folyamatot, de kézi indításokat is végezhet, paramétereket módosíthat, és hibák esetén azonnal beavatkozhat.

A jó HMI egy ilyen rendszernél nem luxus – hanem üzembiztonsági eszköz. Ha a kezelő nem látja, hol tart a folyamat, nem tud reagálni. Ha látja – megelőzheti a problémát, mielőtt az problémává válna.

Az, amit a plcshop.hu-ból építettünk

A projektben felhasznált automatizálási eszközök – PLC, HMI, frekvenciaváltók – a plcshop.hu webáruházból kerültek beszerzésre. Ez nem véletlen, és nem csupán beszerzési kérdés:

• Gyorsabb elérhetőség – ha szerviz kell, az alkatrész raktáron van, nem kell heteket várni
• Egységes támogatás – ugyanaz a csapat szállítja, programozza és szervizeli az eszközöket
• Egyszerűbb utánkövetés – a típusok, firmware-verziók és konfigurációk dokumentáltak
• Könnyebb bővítés – ha a rendszer bővül, az új modulok kompatibilisek a meglévőkkel

A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az üzemeltető nem egy „összeollózott" rendszert kap különböző szállítóktól, hanem egy egységes ökoszisztémát, ahol a hardver, a szoftver és a támogatás egy kézben van.

A beüzemelés: ahol a terv találkozik a valósággal

Egy szennyvízkezelő rendszert nem lehet irodai körülmények között beüzemelni. A beüzemelés a helyszínen zajlik – a valós szennyvízzel, a valós vegyszerekkel, a valós körülményekkel. És ez a pillanat, ahol minden összeáll vagy kiderül, hogy nem áll össze.

A PACAPIME projektnél a helyszíni beüzemelés során a technológiai ágakat egyenként indítottuk el, minden lépésnél ellenőrizve a szintkapcsolók, pH-műszerek és nyomásérzékelők visszajelzéseit, a szivattyúk és szelepek működését, a vegyszeradagolási mennyiségeket és az időzítéseket. A PID paramétereket a pH-szabályozáshoz a tényleges üzemi körülményekhez hangoltuk – mert a pH-szabályozás az egyik legérzékenyebb pont: a sav és a lúg adagolás közötti egyensúly millilitereken múlik.

A beüzemelés nem egy nap – hanem egy folyamat. Az első napok a durva hangolásról szólnak, a következő napok a finomhangolásról, és aztán jönnek az üzemi terhelési tesztek, amikor a rendszernek valódi csúcsterhelés alatt kell bizonyítania.

A rendszer nem ér véget az átadásnál: távfelügyelet és adatgyűjtés

A legtöbb automatizálási projekt az átadásnál véget ér. A szekrényt leszállítják, a beüzemelés megtörténik, a kulcsot átadják – és a megrendelő magára marad. Mi ezt másképp csináljuk.

USR 4G router: távsegítség valós időben

A PACAPIME rendszerhez USR 4G ipari router csatlakozik, amelyen keresztül a PLCszerviz Kft. szakemberei távolról is elérhetik a vezérlést. Ez nem megfigyelés – hanem aktív támogatás: ha az üzemeltető kérdéssel fordul hozzánk, másodperceken belül rálátunk a rendszer aktuális állapotára, és ha szükséges, módosítunk egy paramétert, ellenőrzünk egy értéket, vagy segítünk egy üzemi helyzet kezelésében.

Ez a beüzemelés utáni időszakban különösen fontos, amikor a rendszer „beáll": a valós üzemi körülmények között felmerülhetnek olyan helyzetek, amelyeket előre nem lehetett modellezni. A távoli elérés lehetővé teszi, hogy nem kell minden aprósághoz helyszíni kiszállásra várni – a legtöbb finomhangolás és módosítás percek alatt, távolról megoldható.

PLCadat szolgáltatás: mert ami mérhető, az fejleszthető

A rendszer a PLCadat szolgáltatásunkba is be van kötve, amely folyamatos adatgyűjtést és adatszolgáltatást biztosít az üzemeltető számára. Az adatok – pH-értékek, szintadatok, szivattyúk futásideje, vegyszeradagolási mennyiségek, hibajel-események – rögzítésre kerülnek, és visszakereshetők, elemezhetők.

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az üzemeltető nem „érzésre" dönt, hanem adatra alapozva. Ha egy tartály gyorsabban telik, mint korábban – látja az adatokból. Ha a pH-szabályozás gyakrabban leng ki – az trend kimutatható. Ha egy szivattyú futásideje növekszik – az karbantartási igényt jelezhet, mielőtt a hiba bekövetkezne.

Hét lépés, egy csapat – a PLCszerviz modell

A PACAPIME projekt a legjobb példa arra, amit „egy ötlettől a berendezésig" megközelítésnek hívunk. A teljes projektet egyetlen csapat – a PLCszerviz Kft. – vitte végig:

1. Tervezés – villamos dokumentáció, I/O tervezés, szekrénylayout, kábelezési terv
2. Szekrénygyártás – Rittal VX25 szekrény szerelése, huzalozása, készülékezése
3. Helyszíni szerelés – technológiai berendezésekhez csatlakozás, érzékelők, aktuátorok bekötése
4. PLC programozás – állapotgépes vezérlés, folyamatlogika, vegyszeradagolási algoritmusok
5. HMI programozás – kezelőfelület tervezés, folyamatábrák, paraméterezési képernyők
6. Beüzemelés – helyszíni paraméterezés, próbaüzem, PID hangolás, kezelői oktatás
7. Távfelügyelet és adatgyűjtés – USR 4G router, PLCadat szolgáltatás, folyamatos támogatás

Nincs kommunikációs veszteség a tervező, a gyártó, a programozó és a beüzemelő között – mert ugyanaz a csapat. Ha a helyszínen módosítás kell, nem három céggel egyeztetünk – hanem ott, helyben megoldjuk. Ha a beüzemelés során kiderül, hogy egy vezérlési logikát finomítani kell, a programozó nem egy másik városban ül – hanem ott van a szekrény mellett.

Nem egy szekrényt adtunk át. Nem egy programot. Egy működő, támogatott, adatot szolgáltató rendszert adtunk – és azóta is mögötte állunk.

Miért különleges ez a referencia?

A mórahalmi PACAPIME projekt nem egy szokásos „szekrényes munka". Ez egy olyan referencia, amely megmutatja, mire képes a PLCszerviz Kft., amikor a feladat összetett, a tét magas, és az elvárás az, hogy a rendszer ne csak működjön – hanem megbízhatóan, átláthatóan, távolról támogatottan és adatalapúan működjön.

A jó ipari automatizálás ismérve nem az, hogy mennyi készülék van a szekrényben. Hanem az, hogy a rendszer megbízhatóan működik, átláthatóan kezelhető, távolról támogatott, adatot szolgáltat – és az üzemeltető valódi segítséget kap hozzá. A PACAPIME projekt pontosan ezt képviseli.

Hasonló projekted van? Vedd fel velünk a kapcsolatot – akár egy szennyvízkezelőről, akár bármilyen más összetett automatizálási feladatról legyen szó.