Keywords: Automatización osmosis inversa Automation reverse osmosis Automatització osmosis inversa

Title in different languages: Automatización y diseño de una planta de osmosis inversa Automation and design of a reverse osmosis plant Automatització i disseny d'una planta d'osmosis inversa

Subject areas: Ingeniería electrónica Electronic engineering Enginyeria electrònica

Confidenciality: No

Academic year: 2016-2017

Student: Ruiz Ferré, Adrià

Department: Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica

Access Rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Work's public defense date: 2017-09-20

TFM credits: 12

Project director: López López, José Ramón

Abstract: El proyecto se basa en el Diseño de la planta de osmosis inversa y su programación. El diseño de la planta consiste en la elección de los equipos principales y su instrumentación para llevar a cabo el control de la planta. Los equipos principales en el tratamiento de osmosis inversa son les membranas. Estos equipos son los responsables de realizar el proceso de osmosis inversa. Otros equipos importantes son las bombas de impulsión y el pre-filtro. El filtro porque un buen pre-tratamiento permite que la planta trabaje con las mejores condiciones y, las bombas, porque son las encargadas de dar presión al sistema; debido a que el proceso de osmosis inversa requiere presión para trabajar correctamente. El proceso elegido consta de una planta de dos pasos de osmosis, dado que con un solo paso la calidad de agua a la salida no era la requerida por la empresa contratante. Por este motivo, se optó por una planta de dos pasos de osmosis inversa con membranas ESPA2. Como se ha comentado anteriormente, a parte de los equipos principales, también se han elegido los equipos de instrumentación y accesorios. Los equipos de instrumentación serán los responsables de llevar a cabo el control de la planta. Los instrumentos más importantes son los conductímetros, porque analizan la calidad del agua de la planta, un requerimiento establecido por la empresa cosmética que ha pedido el proyecto. A parte de la calidad, también ha especificado las dimensiones, es decir, el cabal de salida, por este motivo los caudalímetros también son instrumentos muy importantes en la planta. Para realizar el diseño de la planta se ha utilizado el programa IMSDesign de Hydranatics, para poder realizar una simulación con las membranas. Después de realizar la simulación, el resultado obtenido de la planta es: Caudal salida (m3/h) 7,2 m3/h Calidad agua salida (μS/cm) 2,2 μS/cm Rendimiento planta (%) Rendimiento del 75-80% A parte del diseño de la planta, también se ha realizado la automatización de la planta. Para poder realizar la automatización se ha utilizado el programa Simatic STEP 7, para poder crear la programación de la planta. La programación consiste en elegir los elementos de la planta que se quieren controlar y crear la programación para que los actuadores y sensores de la planta actúen de manera correcta para el buen funcionamiento de la planta. A parte de la programación, también se han elegido los equipos que realizarán la automatización. Para poder automatizar la planta se ha elegido el autómata S7-300 de Siemens. Dentro de los equipos de automatización entra la CPU (unidad Central de Proceso) y los bloques de entradas y salidas, tanto digitales como analógicas. Concretamente, la planta dispondrá de: 1 bloque de entradas y 3 de salidas digitales; y 2 bloques de entradas y 1 de salidas analógicas. Estos elementos serán los responsables de llevar a cabo la automatización de la planta y controlar que se respeten los requerimientos establecidos por la compañía que ha contratado la creación de una planta de osmosis inversa. The project is generally based on the design of the reverse osmosis plant and the automation of this plant. The plant design consists in the election of the principal equipment and the instrumentation to achieve the control of the plant. The principal equipment in the osmosis reverse treatment are the membranes. This equipment is responsible for making a reverse osmosis process. Other important equipment are the impulsion pumps and the filter. The filter is important because with a good pre-treatment, the plant works correctly and in the optimal conditions. Also the pumps are important, because they give pressure to the system. The pressure is necessary, because the reverse osmosis process needs pressure to work correctly. The process elected is a reverse osmosis plant with two passes. With only one pass, the quality of water is not enough, for this reason is necessary to use two passes. With two passes, the quality of water respects the requirements of the company, and the membranes that used in the process are membranes ESPA2 Hydranautics. Also the instrumentation equipment and the accessories are selected in the project. The instrumentation equipment is responsible to achieve the control of the plant. The most important instrumentation equipment are the conductivity transmitters, because they analyze the quality of the water, one requirement established by the cosmetic company client. Aside from the water quality, another requirement is the dimension of the plant, which means, the flow of the exit in the plant. For this reason, another important equipment is the flow meter. In order to design the plant, the IMSDesign software programme has been selected in the project. This programe is used to simulate reverse osmosis plants with different types of membranes. After the simulation, the results of the plant are: Exit flow (m3/h) 7,2 m3/h Water quality (μS/cm) 2,2 μS/cm Performance plant (%) 75-80% Apart from designing the plant, also the automation of the plant is done. In order to do the automation, the software program Simatic STEP 7 has been used to create the programming of the plant. The programming consists of choosing the elements of the plant that we want to control and create a program that makes actuators and sensors of the plant work correctly, in order to maintain the correct functioning of the plant. Aside from programming, the equipment of the automation is selected. Furthermore, to automate the plant, it has been chosen the Siemens S7-300 PLC. The automation equipment is composed by the CPU (Central Process Unit), inputs and outputs digital blocks; and inputs and outputs analog blocks. The plant is composed by: 1 block digital inputs and 3 blocks digital outputs; and 2 blocks of analog inputs and 1 block of analog outputs. These elements will be responsible for doing the automation of the plant and verifying the compliance of the requirements established by the company that hired the creation of a reverse osmosis plant. El projecte generalment es basa en el Disseny d’una planta d’osmosis inversa i la seva programació. El Disseny de la planta consisteix en la tria dels equips principals i la seva instrumentació per tal de dur a terme el seu control. Com equips principals en el tractament d’osmosi inversa hi ha les membranes, que són les encarregades de dur a terme el procés d’osmosi. Altre equips importants són les bombes d’impulsió i el pre-filtre. El filtre perquè un bon pre-tractament comporta que la planta treballi en millors condicions i, les bombes, perquè són les encarregades de donar pressió al sistema; degut a que el procés d’osmosis inversa requereix pressió per treballar correctament. El procés triat consta d’una planta de dos passos d’osmosi, ja que amb una la qualitat d’aigua a la sortida no era la requerida per l’empresa. Per aquest motiu, es va optar per fer una planta de dos passos d’osmosis inversa amb membranes del tipus ESPA2. Com s’ha explicat anteriorment, a banda dels equips principals, també s’ha realitzat la tria d’equips d’instrumentació i accessoris. Els equips d’instrumentació seran els responsables de dur a terme el control de la planta. Els instruments més importants són els conductímetres, ja que ens donen la qualitat d’aigua de la planta, un requeriment establert per l’empresa cosmètica que ha demanat el projecte. A banda de la qualitat, també ens ha especificat les dimensions, és a dir, el cabal a la sortida, és per aquest motiu que els cabalímetres també són instruments importants dins la planta. Per realitzar el disseny de la planta s’ha utilitzat el programa IMSDesign d’Hydranautics, per poder realitzar una simulació amb les membranes. Després de realitzar la simulació, el resultat obtingut a la planta és el següent: Cabal sortida (m3/h) 7,2 m3/h Qualitat aigua sortida (μS/cm) 2,2 μS/cm Rendiment planta (%) Rendiment del 75-80% A banda del disseny de la planta, també s’ha realitzat l’automatització de la planta. Per poder realitzar l’automatització s’ha utilitzat el programa Simatic STEP 7, per tal de poder crear la programació de la planta. La programació ha consistit en triar els elements de la planta que es volen controlar i crear la programació, per tal que els actuadors i sensors de la planta actuïn de manera correcta per el bon funcionament de la planta. A banda de la programació, també s’han triat els equips que s’encarregaran de dur a terme l’automatització. Per dur a terme l’automatització, s’ha triat un autòmat del tipus S7-300 de la casa Siemens. Dins d’aquests equips hi intervenen la CPU (Unitat Central de Procés) i els blocs d’entrades i sortides, tant digitals com analògiques. Concretament, la planta disposarà del següent: 1 bloc d’entrades i 3 de sortides digitals; i 2 blocs d’entrades i 1 de sortides analògiques. Aquests elements seran els responsables de dur a terme l’automatització de la planta i controlar que es respectin els requeriments establerts per la companyia que ha contractat la creació d’una planta d’osmosis inversa.

Subject: Enginyeria electrònica

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)

Language: Català

Education area(s): Enginyeria Industrial

Title in original language: Automatització i disseny d'una planta d'osmosis inversa

Creation date in repository: 2017-10-23