atiksu aritma sİstemlerİnde ÖlÇÜ ve kontrol

8/3/2019 ATIKSU ARITMA SSTEMLERNDE L VE KONTROL

1/12

396

11. ATIKSU ARITMA SSTEMLERNDE L VE KONTROL

Bir proses kontrol sistemi 1) kontrol edilen proses, 2) kontrol dzeninin bileimindenmeydana gelir. Proses deikenleri, kontrol sistemindeki alglayclar tarafndan llr.llen deer, iletilir, grntlenir veya operatrn uygun proses ayarlamalarn

yapabilmesi iin kaydedilir. Kapal evrimli dier otomatik kontrol sistemlerinde prosesdeikenine ilikin nceden belirlenen bir referans deeri ile karlatrlr ve kontrolrgrevini stlenen mikroilemciye (bilgisayara) iletilir. Tipik bir kontrol sistemindekielemanlarekil 11.1de grlmektedir.

ekil 11.1. Tipik kontrol sisteminin bileenleri (1).

11.1 Kontrol Deikenleri

Bir atksu artma tesisinde ok sayda deiken llr ve kontrol edilir. Bu deikenler,fiziksel, kimyasal ve biyolojik olmak zere gruba ayrlr. Bu deikenlerin yaygnrnekleri aada verilmitir.

Kimyasal : pH, bulanklk, iletkenlik, znm oksijen vb.

Biyolojik : Oksijen tketim hz, TOK azalma hz, oalma hz vb.

11.1.1 Birleik Kontrol

Otomatik kontrol sistemi alt ana ksmdan oluur:

1. Deikenlerin izlenmesi iin lm cihazlar2. Sinyal iletim cihaz (Transmiter)3. Veri grntlenmesi veya kayd4. Kontrol evrimi5. Kontrolr6. Bilgisayar ve merkezi kontrol odas


2/12

397

11.1.2 lme Blm veya Alglayc Cihazlar

Alglayc cihazlar (sensrler) proses deikenlerini alglayan, len veya hesaplayancihazlardr. Bir alglayc cihaz on-line, off-line, srekli veya zamandan bamszolabilir. Yaygn olarak kullanlan on-line proses lm cihazlar ve uygulamalar Tablo

11.1de verilmitir.

11.1.3 Sinyal letim Cihazlar (Transmiter)

Sinyal iletim cihazlar, alglayc cihazlardan gelen sinyalleri kayt veya kontrol cihaznailetmek iin kullanlr. Bu sinyaller mekanik, pnmatik veya elektriksel olarakiletilebilir.

11.1.4 Mekanik Sinyal letimi

Mekanik iletim, bir kalem veya gsterge hareketi ya da bir amandra veya kablo ile

yaplr. Bu iletim yntemi, genellikle alma lannda i grme veya kontrol birimininyerleimi ile snrlanr.

11.1.5 Pnmatik Sinyal letimi

Pnmatik iletim bir dedektr ve bir kuvvetlendiriciden meydana gelir. Dedektr birdelikten ibarettir. Dzenlenmi hava girii, daralan bir tp boyunca bu delie girer.Klape delikte ieri ve dar doru hareket ettike basn deiimi iletilir. Deliin arkaksmndaki kk basn deiimleri klapenin hareketiyle orantldr. Basn deiimidzenlenir, glendirilir ve alc veya kontrol birimine gnderilir.

Pnmatik iletimin, elektrik akm ile iletimine gre avantajlar; Elektrik arpma tehlikesi olmay, Scaklk nemden daha az etkilenmesi ve Donma probleminin olmay saylabilir.

Ayrca daha gvenilir, daha az kompleks ve iletiimleri daha kolaydr. Ancak bununla birlikte, uzun tplerde sinyal kayb olmas, dedektr ile kontrol birimi arasnda ksaaralklar gerektirmesi (en az 300m), temiz ve kuru hava gerektirmesi ile sznt problemigibi dezavantajlar vardr.

11.1.6 Elektrik Akm ile Sinyal letimi

Sinyallerin elektrik akm ile iletilmesi gerilim ve akm darbesi geniilii veya genliideiimi ile gerekletirilir. Gerilim ve akm ile sinyal iletiminde, sinyaller miliamperseviyesinde dorusal akm halinde veya gerilim sinyalleri halinde iletilir.

Darbe genilii veya darbe says deiimi ile sinyal iletiminde gerilimin genlii llendata sresi ile orantldr. Genliin modlasyonu halinde, sinyaller normal telefon hatlarile iletilir. Sinyaller genellikle on-off veya frekans modlasyonu yntemi ile iletilir.

Gvenilir radyo ve mikro dalga cihazlarndaki son gelimeler, radyo/mikrodalga ile

sinyal iletimini arttrmtr. Radyo/mikrodalga ile sinyal iletimini arttrmtr.Radyo/mikrodalga zellikle data toplam noktalarnn ok fazla ve geni alanlara


3/12

398

yayld ve telefon hatlarnn mmkn olmad ya da fazla pahal olduu yerlerdeuygulanr. Radyo/mikrodalga ile sinyal iletimi imdiki durumda pahal olmasna ramenzellikle byk sistemler iin kullanm giderek artmaktadr. Elektronik kontrolsistemleri giderek yaygnlamaktadr. Bunlarn temel stnlkleri;

1. Zaman kaybna yol amakszn ok byk uzaklklarda kullanlabilir.2. Elektrik sinyaller, kolaylkla dijital bilgisayarlarla uyum iinde kullanlabilir.3. Elektronik birimlerde oklu sinyal girileri rahata kullanlabilir.4. Emniyet teknikleri ile elektriksel problemler hemen hemen ortadan

kaldrlmtr.5. Elektronik aletler daha az yer tutarlar ve montajlar daha ucuzdur.

11.2 Artma Sisteminde Otomatik Kontrolle lgili Deiik Uygulamalar:

11.2.1 Diferansiyel Basn lm ile Debi Kontrol

ekil 11.2. Diferansiyel basn lm ile debi kontrol (1).

YB, AB = Yksek ve alak basnDT = Diferansiyel TransmiterPK = Oransal KontrolrM = MotorK = KaytA = Diferansiyel seviye alarmR = Referans basn farkE = Etkin hataU = Kontrol iaretiE = kapak as


4/12

399

ekil 11.3. Diferansiyel basn lmyle debi kontrolnn blok diyagram (1).

11.2.2 Havalandrma Sistemi

ekil 11.4. Havalandrma sistemi kontrol stratejisi (1).

DT = Diferansiyel TransmiterPK = Oransal KontrolrBT = Basn transmiteri

K = kaytYBA, ABA = Yksek ve alak basn alarm


5/12

400

R = Referans basnP = BasnP = Kaynak basncE = Etkin hataKV = Kontrol valf

11.2.3 Kpk Pompas ve Seviye Kontrol

ekil 11.5. Kpk pompas ve seviye kontrol (1).

R = Referans basnPK = Oransal on/off kontrolrAYS, AAS = Yksek ve alak seviye alarmS = Selenoid


6/12

401

11.2.4 amur Pompas

ekil 11.6. amur pompas (1).

ST = Seviye transmiteriPK = Oransal kontrolrSD = Src devreK = KaytASA, YSA= Alak ve yksek seviye alarm

11.2.5 Aktif amur Kontrol

ekil 11.7 Aktif amur kontrol (1).

DT = Debi transmiteriKCT = Kat madde transmiteri


7/12

402

KCM = Kat madde miktar hesaplaycK = KaydediciPK = Oransal kontrolrR = ReferansSD = Src devre

11.2.6 Klorlama Tesisi

ekil 11.8. Klorlama tesisi (1).

DT = Debi transmiteriK = KaytKA = Klor analizrR = ReferansSD = Src devreM = MotorAM = Ak miktar hesabS = SelenoidP (ID) K= PID kontrolrIK = Is kontrolr

11.3 Atksularn Artmnda Kontrol Stratejilerinin nemi

Atk sularn kontrolnde temel felsefe giren byklklerdeki deiimlerin ve evredevgelen bozucularn etkisini kontrol evrimleriyle en aza indirmek ve sistemde ek kapasitesalamaktr. Bunun iin de artmann dinamik davrann iyi incelemek ve iletiim

kapasitesi konusunda bilgi toplamak gerekir. Ar

t

m sistemlerine ait modellerin tamkurulamam olmas biline gelen kontrol stratejilerinin bu proseslerde


8/12

403

uygulanamamasna neden olur. Gelecekte atk sularn iletiminde, ynlendirilmesinde,pompalanmasnda ve kimyasal katklarn uygulanmasnda kontrol evrimlerinden dahaetkin birekilde yararlanlaca kesindir. Bu tr uygulamalara rnek olarak aktif amurve ktrme havuzlar verilebilir (ekil 11.9 ).

ekil 11.9. Atksularn artmda kontrol stratejisi(1).

Bu uygulamada atk sular havuza tek bir nokta yerine farkl noktalardan dahil edilir.Bunun sonucu havuzun eitli noktalarnda eit artlar salandndan verim artar.Ancak suyun havuza verildii noktalardaki kapaklarn havuzdaki koullara uygunolarak ne ekilde kontrol edileceinin lmlerin nasl yaplacann belirlenmesigerekir.

Kontrol evrimlerin ok nem tad dier bir uygulama havasz artma tesislerindegrlr. Bu tr artmada verimin artrlmas ve yan rnlerin en yksek seviyedetutulabilmesi ancak hassas lm ve kontrol mekanizmalarnn uygulamasylammkndr. Atksu artmnda, yaygn on-line proses lm cihazlar ve uygulamaalanlar Tablo 11.1de gsterilmitir.

Tablo 11.1. Atksu artmnda, yaygn on-line lm cihazlar ve uygulama alanlar(1).llen deikenler Cihaz llen sinyal Yaygn

uygulama-Debi -Venturimetre

-Azlkl debi ler

-Orifis-Elektromanyetikler-Trbin ler-Akustik ler-Parshall sava

-Palmer-Bowlussava-Savaklar

-Basn fark-Basn fark

-Bas

n fark

-Manyetik alan vegerilim-Pervane dn-Ses dalgalar-Su yzeyindeki seviyefark-Su yzeyindeki seviyefark-Savaklar zerindekiyk

Gaz, svlarGaz, svlar

Gaz, s

v

larSvlar, amurlar

Temiz svlarSvlar, amurlarSvlar

Svlar

Temiz svlar


9/12

404

Tablo 11.1in devamllen deikenler Cihaz llen sinyal Yaygn

uygulama-Basn

-Sv seviyesi

-amur seviyesi

-Scaklk

-Sv-hava diyafram

-Genleme ler

-Krkler

-Bourdon tp

-Yzge

-Kabarck tp

-Diyafram bulb

-Fotosel

-Ultrason

- Scaklk pili

-Bir metal diyaframzerinde basn

dengesi-Sensor boyutlarndadeime-Gstergeye balanmmekanik balant yeri

-Eri bir tpn daireselolmayan en kesitalannn eriselhareketi

-Sv yzeyinde yzenbir cismin hareketi

-Kontroll havakabarc reten birtpte,dardaki statikyke gre biraz dahayksekteki geri

basncn llmesi

-Dier taraftaki svbasncnn deimesinedeniyle diyaframnatmosfere akksmnda basndeiimi

-Bir amur rtsndengeen n kartaraftan fotosel ilesaptanmas

-ki g eviriciarasnda iletilenultrasonik sinyallerinsaptanmas

-ki farkl metaldenyaplm bir devredemeydana gelen akm

Basn 0-200KN/m2

Basn 0-35000KN/m2Basn 0-20000KN/m2

Basn 0-35000KN/m2

Sv yk 0-11m

Sv yk 0-56m

Sv yk 0-15m

n ktrmeson ktrmeyounlatrc

n ktrmeson ktrmeyounlatrc

Anaerobikrtc, scaksu kazanlar


10/12

405

Tablo 11.1in devam.llen

deikenlerCihaz llen sinyal Yaygn uygulama

-Scaklk

-Hz

-Arlk

-Younluk

-pH

-Termal lamba

-Diren scaklkler

-Takometre

(jeneratr veyadrag cup tipi)

-Hidrolik ykbirimi veyagenleme ler

-Gammaradyasyonu

-Ultrasoniksensor

-Seici iyonelektrodu

- Kapal bir kaptaki gaznmutlak basncnn mutlak

scaklkla orantl olmas

-Suya duyarl birelemann elektrikseldirencindeki deime

- gerilim, akm

-Bir kol veya yaymekanizmas, birdiyafram boyunca iletilen

basn, sensorde boyutdeime

-Radyasyon kayna ilededektr arasndaki svtarafndan gammanlarnn absorbsiyonu

-Ultrasonik iletici ile alcarasndaki sv tarafndanultrasonik sinyallerinkayb

-Hidrojen iyonu aktivitesiile retilen gerilim

amur boru hatlar,su boru hatlar

Elektrikmakinalarnnrulman ve dnmescaklklar,anaerobikrtcler scak sukazanlar

Deiken hzl

pompa, blower veyakartrc

Kimyasal maddeler

Biyoktlekonsantrasyonu, geridevredilenyounlatrlan vertlen amurlar

Biyoktlekonsantrasyonu, geridevir younlatrmave rm

amurlar

Atksu, kimyasalzelti anaerobikrtc,younlatrma (sualma) k sular


11/12

406

Tablo 11.1in devam.

llen deikenler Cihaz llen sinyal Yaygn uygulamaOksidasyon/Redksiyon

potansiyeli

-Toplam znmtuzlar

-znm oksijen

-Toplam organik karbon

-Kalc klor

-Gazlar, O2,NH3, CT2,H2S, CH4

-Oksijen kullanm hz

-Anaerobik biyolojikartlar

Elektrod

-letkenlik

-Membran

elektrot

-Karbonanalizr

-Sensor

-Sensorlar

-Sensorkullananrespirometreler

-Sensor,yakma

Oksidasyon veyaredksiyon sebebiyle

potansiyel deiimi

-zelti ierisindenelektrik akmgeirilmesi

-Molekler oksijenin

indirgenmesiylemeydana gelen CO2

-Numuneninyaklmasylameydana gelen CO2

-Elektrik k

-Elektrikselimpulslar kullanlandeiik trdeki sensormodlleri

-Zamanla znmoksijende meydanagelen azalma

-CO2 ve CH4 retmehz

Ham atksuhavalandrma

havuzunda uygunznm O2salanmasanaerobik rtc

Giri, k suyu

Giri, havalandrma

havuzu, tesis k

Tesis girii,havalandrma havuzugirii tesis k

Klor temas tanktesis k

Kapal binalardakiveya tesislerinetrafnda zararl(tehlikeli)durumlarn kontroledilmesi

-Havalandrmahavuzu

Anaerobik amurrtc


12/12

407

Kaynaklar

(1) V.Erolu, .ztrk vd. 1990. Kat Sanayii Aratrma ve Uygulama MerkeziKurulmas Projesi, 1.Ara Rapor, Kat Sanayiine Bak, stanbul Teknik niversitesi.

(2) Syed R.Qasm, 1999. Wastewater Treatment Plants, Planning, Design, andOperation, Technomic publication.

atiksu aritma sİstemlerİnde ÖlÇÜ ve kontrol

Documents