Ez a moduláris megközelítés mind a hardveregységek, mind a szoftver vonatkozásában rugalmasan bővíthető automatizálási megoldást igényelt, amit a holland vállalat a Beckhoff PC-alapú vezérlésében meg is talált. A szerves hulladék, szennyvíziszap és hígtrágya baktériumok általi erjesztésekor biogáz keletkezik. A folyamat egyik mellékterméke az ammónia, amely a baktériumok számára mérgező, ezért el kell távolítani a tartályokból. „Kivonjuk az ammóniát a hígtrágya-erjedési folyamból és ammónium-szulfáttá alakítjuk, amely aztán műtrágyaként szétteríthető a földeken” – fejtette ki Dylan Veelers, az NST Byosis projektmenedzsere.

A hollandiai Raalte városában bejegyzett NSI Byosis B.V. vállalat ByoFlex rendszereit elterjedten használják biogáz-, hulladék- és szennyvízfeldolgozó üzemekben, továbbá ipari környezetekben is. A közelmúltban adtak át egy nagy Byosis rendszert egy egyesült államokbeli mezőgazdasági üzemben. A méretek tükrözik a vállalkozás nagyságát és a kezelt hígtrágya mennyiségét: a moduláris rendszer minden sora egy 3 × 12 méteres, három polipropilén tornyot tartalmazó keretből áll. „A kapacitásunk 40 m³/óra, és az ammónia több mint 70%-át vonjuk ki, értékes műtrágyává alakítva át” – lelkesedett Dylan Veelers.

Grafikus vezérlőeszköz kiváltása TwinCAT-tel

Dylan Veelers projektmérnök 2021-ben lépett be a Byosis vállalathoz. „Akkoriban a vállalat új vezérlési platformot keresett a korábbi grafikus programozási rendszer kiváltására” – emlékezett vissza Reinoud van Bennekum, a Beckhoff Hollandia értékesítési mérnöke. „A C6017 típusú ultrakompakt ipari PC-vel folytatott kezdeti próbák azt mutatták, hogy a PC-alapú vezérlés bevezetésével nagyot léphetnénk előre az automatizálási technológia egységesítésében – különösen, ha a TwinCAT a fejlesztőkörnyezet” – jegyezte meg Dylan Veelers. Véleménye szerint a nyílt TwinCAT rendszer sokkal átláthatóbban és gyorsabban programozható. Mivel korábbi projektekben már használták az EtherCAT környezetet, a Beckhoff PC-alapú vezérlésére való áttérés egyszerűen a következő logikus lépés volt.

A Byosis azóta a ByoFlex rendszereket C6025 típusú ultrakompakt ipari PC-vel automatizálja, amelynek három konfigurálható Ethernet portján keresztül EtherNet/IP protokollal olvassák ki az áramlásmérők és a pH-jeladók adatait. „Ez azért előnyös ügyfeleink számára, mert bármilyen fajta Ethernet adatátvitelt támogatunk” – mutatott rá Reinoud van Bennekum. A Byosis egy CU8880 típusú USB–LAN átalakítóval egy további Ethernet felületet is biztosít.

A rendszer CP2921 típusú többérintéses vezérlőpanelen futó, TwinCAT HMI technológiájú kezelőfelülete böngészőalapú, így a technikusok a rendszereket bárhonnan elérhetik. Az üzembe helyezésre, diagnosztikára és szervizelésre használt rendszer az ügyfél igényei szerint kiegészíthető Teamviewer, OpenVPN vagy Anydesk távfelügyeleti szoftverrel. A PC-alapú platformon mindez nagyon könnyen megvalósítható, jegyezte meg Dylan Veelers, aki nemcsak a technológiát találta meggyőzőnek: „A Beckhoff szakértői által nyújtott támogatás és szerviz is gyors és hatékony.”

A vezérlési architektúra minden rendszerméret esetén ugyanaz: a teljes folyamatot egy C6025 típusú ultrakompakt ipari PC (jobbra) vezérli; a rendszerméretnek megfelelően egy CU1128 típusú, 8 utas EtherCAT leágazással (középen), és EP1122 típusú, IP67 védettségű, kétportos, üzem közben csatlakoztatható EtherCAT leágazásokkal bővíthető az alapvázak száma Fotó: © Beckhoff

Saját szerepét Reinoud van Bennekum elsősorban a támogatásban és a tanácsadásban látja: „A folyamattal kapcsolatos tudás mindvégig az ügyfélnél van és marad. Mi biztosítjuk azt a támogatást és képzést, amely segíti ügyfelünket rendszereinek hatékony megtervezésében és programozásában.” Dylan Veelers hozzáfűzte: „Egy pár napos képzés gyakran heteket spórol meg a gyakorlatban.”

A topológiát a rendszer határozza meg

A Byosis a vezérlés architektúráját a rendszer moduláris felépítéséhez igazodóan egy CU1128 típusú nyolcportos leágazással alakította ki. A hálózat áttekinthetőségét átfogó, EtherCAT-alapú diagnosztika biztosítja, amellyel egyetlen gombnyomásra megjeleníthető a teljes hardverkonfiguráció. „További nagyszerű szolgáltatás az üzem közbeni csatlakoztathatóság” – jegyezte meg Dylan Veelers. Egy EP1122 típusú, decentralizáltan felszerelhető kétportos EtherCAT leágazással az egyes EtherCAT ágak a helyszínen egyszerűen leválaszthatók a rendszerhibák elhárításához. A rendszer többi része tehát továbbra is folytatja az ammónia kiválasztását, így a tartályokban a baktériumok zavartalanul termelhetik a biogázt.

A Byosis a vezérlőszekrénybe számos különféle Beckhoff terminált épít be, az alapvázakon elhelyezett érzékelők jeleinek rögzítésére pedig IP67 védettségű EtherCAT Box-modulokat használ Fotó: © Beckhoff

A nyomás, a hőmérséklet, a pH-szint és az áramlás méréséhez szükséges érzékelők a Beckhoff számos különféle be-/kimeneti moduljához csatlakoznak. A vezérlőszekrényben elhelyezett EtherCAT terminálokon kívül IP67 védettségű EtherCAT Box-modulok is helyet kaptak a rendszerben, például az IO-Link kommunikációhoz. Mivel a folyamat energiaigényes, a rendszer teljesítményfelvételét STC sorozatú áramváltókkal és EL3443 típusú teljesítménymérő terminálokkal mérik, így ellenőrizhető, hogy a tényleges fogyasztás megegyezik-e a tervezettel.

Egyetlen ipari PC minden rendszermérethez

A PC-alapú vezérlésre való áttéréssel a Byosis bármilyen méretű rendszert képes kezelni. Egységes vezérlési elrendezést alkotott, egyetlen P&ID (csövezési és műszerezési) vázlatot kifejlesztve, amellyel mind az 5 m³-es alapszintű, mind az összes általános felépítésű, 10, 20 vagy 40 m³-es rendszer lefedhető. Reinoud van Bennekum ehhez a következőket fűzte hozzá: „Az EtherCAT mint leggyorsabb terepibusz-rendszer és a PC-alapú vezérlés segítségével mindenkor lépést tudunk tartani a Byosis fejlesztéseivel.”

| Nyitóképen: Legyen szó 5 m³-es vagy 40 m³-es kapacitásról, a Byosis a Beckhoff PC-alapú vezérlésével automatizálja a hígtrágyából vagy más szerves anyagokból ammóniát kivonó rendszereket Fotó: © Byosis