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Diseño y Automatización de la Aireación de un Reactor Biológico de una E.D.A.R

Presentación del Proyecto Fin de Carrera sobre el Diseño y Automatización de la Aireación de un Reactor Biológico.
by

Benjamin Martinez Sanchez

on 17 September 2012

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Transcript of Diseño y Automatización de la Aireación de un Reactor Biológico de una E.D.A.R

Diseño y Automatización de la Aireación de un Reactor Biológico 1- Funcionamiento General de una EDAR
-Pretratamiento
-Reactor Biológico
-Decantación Secundaria
-Tratamiento Terciario
- Efluente
-Deshidratación
2- El Reactor Biológico
3- Aireación del Reactor Biológico
4- Alternativas
5- Automatización de la Aireación
6- Supervisión del Proceso (Scada)
7- Precio de la Instalación ÍNDICE 1.1 PRETRATAMIENTO

1- Desbaste de sólidos mediante rejas o tamices
2- Desarenado + Desengrasado 1.3 REACTOR BIOLÓGICO -El proceso de fangos activados o activos, en el cual una masa activada de microrganismos es capaz de eliminar una parte importante de la contaminación del agua residual.

-La población bacteriana se mantiene en un determinado nivel, para llegar a un equilibrio entre la carga orgánica a eliminar y la cantidad de microrganismos existentes en el Reactor. 1.5 DECANTACIÓN SECUNDARIA Función: Mediante decantación separa el agua sin matería orgánica del fango.

3 Líneas:
-Agua decantada al tratamiento terciario
-Fangos al espesador o a la recirculación externa
(Reactor Biológico)
-Sobrenadantes a cabecera de planta 1.6 TRATAMIENTAMIENTO TERCIARIO 1.7 Laguna de Salida 1.8 DESHIDRATACIÓN Dos etapas:

1º) Espesador
2º) Deshidratación con sistemas mecánicos 1.4 SALA DE SOPLANTES Y CONTROL COMPUESTO 2 SALAS:

- SALA DE SOPLANTES Y CUADROS ELÉCTRICOS.
- SALA DE CONTROL PARA PERSONAL. Objetivos:

- Eliminación de sólidos de gran tamaño.
- Evitar que sólidos pesados se introduzcan en el proceso. DESBASTE DE SÓLIDOS MEDIANTE REJAS Y TAMICES Objetivo:

- Eliminación de grasas y arenas que no se pueden eliminar en las etapas posteriores. ARENADO Y DESENGRASADO - Decantación del agua residual antes de la oxidación en el Reactor.

- En el proceso de fangos activados, es una etapa que puede ser omitida debido a las recirculaciones en el Reactor. 1.2 DECANTACIÓN PRIMARIA - Tres motosoplantes de 37 kW conectadas a un colector común de diámetro 150 mm. Una de ellas de Emergencia.
- Alimentación trifásica.
- Controladas por 2 variadores de frecuencia regulados por un PLC. Sala de Soplantes CONTIENE:

- Cuadros eléctricos de las soplantes, maniobra e iluminación.
- Sistema SCADA para el control del proceso. SALA DE CONTROL Objetivos:

- Mejora del efluente por exigencias del cauce receptor
- Mejora del efluente para una posterior utilización. Fases:

1ª) Coagulación
2º) Floculación
3º) Decantación
4º) Filtración Cámara con agitador lento y dosificación
de coagulante (Sulfato de Aluminio). Coagulación Floculación Cámara con agitador rápido y dosificación
de floculante (Hipoclorito Sódico). Cámara con decantador cuadrado. Decantación Filtración Filtración por gravedad mediante filtros monocapa de arena.
Limpieza de filtro 2 fases:
1º) Agua + Aire para despegar los flóculos de los granos de arena.
2º) Agua para arrastrar las partículas de los granos de arena.

El efluente se traslada a la laguna de maduración previa desinfección con rayos UV. Retención del efluente para su posterior a su destino. Posibles destinos del agua depurada:
- Usos urbanos (jardinería, incendios, lavado de calles y automóviles).
- Usos Industriales (refrigeración, lavados de vagones de ferrocarriles).
- Riego agricola y forestal.
- Recarga de acuíferos.
- Reutilización para la conservación del medio natural de la E.D.A.R El fin es concentrarlos y estabilizarlos durante un periodo de 20 horas (tiempo de residencia hidráulico).
Esta cubierto para evitar que en caso de lluvia pueda desvordarse y evitar que gases nocivos se expulsen a la atmosfera. Espesador La concentración del fango en el agua residual puede variar entre 8 g/l y 30 g/l, según si es primario, activado o mixto.

Mediante Sistemas mecánicos se reduce la humedad relativa a un 30%.

Los sistemas mecánicos más empleados en la actualidad son las centrífulas y filtros banda.









Una vez reducida la humedad del fango se introducen en unas tolvas a la espera de ser recogido para su traslado a una planta de compostaje. Deshidratación por sistemas mecánicos En el Reactor Biológico o Cuba de Aireación se provoca el desarrollo de un cultivo biológico formado por un gran número de microrganismos agrupados en flóculos.

El objetivo Principales: -Reducción de la contaminación Orgánica.
-Reducción del Nitrógeno Amoniacal. 2. REACTOR BIOLÓGICO La Cámara Oxíca es la cámara en la cuál hay instalada una aireación forzada por medio de difusores. 2.1 Cámara óxica En esta zona no se induce una aireación artificial, y es la zona que recibe el agua residual del decantador primario o del pretratamiento directamente. 2.2 Cámara Anóxica El Reactor Biológico de un proceso de fangos activados está formado por dos cámaras:

-Cámara Óxica
-Cámara Anóxica Esta aireación es necesaria para que se produzca una nitrificación del vertido. Dicha nitrificación viene dada por la siguiente expresión: En esta cámara se produce la desnitrificación del agua residual. Esta desnitrificación viene dada por la siguiente expresión: 1. No todo el Nitrógeno amoniacal es reducido a N2, con lo que parte del agua residual que fluye al vertedero tiene una pequeña parte de dicho Nitrógeno amoniacal.

2. La recirculación externa e interna en el Reactor Biológico es esencial, no sólo para mantener un nivel de población microbiológica sino para que se produzca constantemente la desnitrificación.

3. La aireación de Cámara Óxica es el aspecto clave (para la oxidación de la contaminación orgánica y para la nitrificación) y sobre el cuál se puede actuar directamente. Conclusiones: Este Proyecto Fin de Carrera (PFC) parte de una E.D.A.R de 20.000 habitantes equivalentes totalmente construida a excepción del sistema de aireación de la cuba de aireación.

Un sólo Reactor Biológico con una sola línea de aireación y agua (ampliable)
cuyas dimensiones son las siguientes:

Cámara Anóxica: 15x12x5 = 900 m3
Cámara Óxica: 51x15x5 = 3060 m3
Vertedero y otras cavidades: 91,92m3
Volumen total = 4052 m3
Caudal medio = 250m3/h
Tiempo RH= 16.2 h 2. REACTOR BIOLÓGICO 1) Instalación de una sola Soplante de gran potencia, la cuál estará continuamente funcionando, y estaría gobernado por un solo variador de frecuencia

2) Instalación de dos Soplantes idénticas que alternen cada cierto periodo de tiempo su funcionamiento gobernadas por un solo variador de frecuencia.

3)Instalación de dos Soplantes idénticas que alternen cada cierto periodo de tiempo su funcionamiento y que estarían gobernadas por dos variadores de frecuencia.

* En cada alternativa se añadiría una Soplante de Reserva que actuaría en caso de avería. 4. ALTERNATIVAS + + + + + + 4. ALTERNATIVAS - Sala de Soplantes (incluye Soplantes, Cabinas, polipasto y extractores). 68.230,25€
- Linea de Aire (incluye tuberías, juntas, "T", codos, válvulas y parrillas de difusores) . 31.266,03€
- Control y Automatismos (incluyen Autómata, módulos E/S y Ethernet, protecciones 12.398,16€
Scada y PC).
- Sondas y equipos de medición (incluye sondas, manómetro y controladores) . 2.892,29€
- Equipos eléctricos (incluye cuadro eléctrico, magneto-térmicos, diferenciales, 29.377,98€
protecciones, contactores, relés, interruptores, selectores, transformadores,
variadores de frecuencia, arrancadores de motor, batería de condensadores
y conversor AC/DC).
- Conductores (incluye de dos conductores, tres conductores y apantallados). 494,72€ 7. PRECIO DE LA INSTALACIÓN TOTAL 144.059,32€ Benjamín Martínez Sánchez Gracias por su atención 3.1 Necesidades de Oxígeno.
3.2 Dimensionamiento de la línea de aire y Equipos necesarios. 3. AIREACIÓN DEL REACTOR BIOLÓGICO La aireación de Cámara Óxica es el aspecto clave (para la oxidación de la materia orgánica y para la nitrificación).

En la siguiente tabla se detallan los caudales medio y punta de entrada a la E.D.A.R, así como el grado de contaminación del influente y otros parámetros del proceso: 3.1 Necesidades de Aire La E.D.A.R esta situada a menos de 100 metros sobre el nivel del mar y la temperatura media es de unos 20 ºC. Dependiendo del término municipal, el agua regenerada debe cumplir con ciertos parámetros. Como ejemplo se toman los parámetros de vertido facilitados por el Ayuntamiento de Villajoyosa. 3.1 Necesidades de Aire •Carbonosa (Eckenfelder): 1796 Kg O2/día.
•Nitrogenada
-Nitrificación : 511.84 Kg O2/día.
-Aporte de la desnitrificación : -183.04 Kg O2/día.
•Demanda total diaria : 2124.8 Kg O2/día.
•Demanda media horaria: 2124.8/24 = 88.53 Kg O2/h.
•Coeficiente punta (calculado en apartado 1.1.1): 1.81
•Demanda punta horaria : 160.24 Kg O2/h. Qmedio_aire = 1309.90 Nm3/h.
Qpunta_aire = 2382.26 Nm3/h. La demanda de aire requerida en el Reactor Biológico es:

-Qmedio_aire = 1309.90 Nm3/h.
-Qpunta_aire = 2382.26 Nm3/h.

Por ello se instalan 2 Soplantes (más una de reserva) modelo la Mapner Sem.25/DN 150 mm, con caudal de 1378 Nm3/h y presión relativa de 0.6 bar a 50Hz. 3.2.1 Soplantes La salida de las Soplantes están unidas a un colector común de aire de DN 150 mm, se opta por este diámetro ya que es más barato que otro de diámetro mayor y la caída de presión es muy pequeña (ΔP=0.0008304 bar). 3.2.2 Sistema de tuberías El colector común de DN 150 mm sale de la Sala de Soplantes y se pone al nivel del Reactor Biológico mediante dos codos de 90º, ya que dos de 45º emplearía más colector y estorba a los operarios de la planta. 3.2.2 Sistema de tuberías El colector recorre paralelamente el Reactor Biológico hasta que atraviesa las tres parrillas de difusores que se encuentran en el fondo del Reactor. 3.2.2 Sistema de tuberías. En la Cámara Óxica del Reactor se instalan tres parrillas de difusores dispuestas longitudinalmente. Del colector común de aire se bifurca en cada zona una tubería de DN 150 mm que baja hasta las parrillas. 3.2.3 Parrillas de difusores de burbuja fina El número de difusores en cada parrilla es el siguiente:








El número de difusores es mayor en la zona más próxima a la Cámara Anóxica debido a que el agua residual tiene una mayor carga contaminante que al final de Reactor.

Cada difusor puede aportar un caudal de aire de 2 a 5 m3/h.


Los difusores Stamford Scientific tienen las siguientes características: 3.2.3 Parrillas de difusores de burbuja fina La altura del Reactor Biológico es de 5 metros, por lo que la presión del aire en la salida de los difusores debe ser de 5 mca o 0.5 bar.










Además debido a las sigularidades de la tubería, desde la salida de la Soplante hasta el difusor, se produce una pérdida de presión.

ΔP=0.035+0.01253987 bar=0.047 bar.

Para el control de la presión en el colector se instala un manómetro diferencial con salida analógica Wika PGT11 que mide entro 0 y 1.6 bar relativos. 3.2.5 Presión en la tubería de aireación En las bifurcaciones del colector común hacia cada parrilla se instala unas válvulas tipo Iris con entrada y salida analógica que controlan el caudal de aire que pasa a cada parrilla. 3.2.4 Válvulas de control de caudal de aire La entrada analógica controla la apertura, y por tanto el caudal que pasa a cada parrilla. La entrada analógica es de 0V - 10V (cerrada o abierta completamente).

La salida analógica envía una señal entre 0V y 10V al PLC indicando el grado de apertura de la válvula. El modelo de válvulas que cumplen las especificaciones de diseño son "EGGER DN 150 mm" 3.2.1 Soplantes
3.2.2 Sistema de tuberías
3.2.3 Parrilla de difusores de burbuja fina
3.2.4 Válvulas de control de caudal de aire
3.2.5 Presión 3.2 Dimensionamiento de la línea de aire y Equipos necesarios 2.3.1 Sonda de nivel de Amonio
2.3.2 Sonda de nivel de Oxígeno libre 2.3 Equipos Reactor Biológico Como no todo el Nitrógeno se reduce a N2 el Objetivo es minimizarlo por debajo de los límites establecidos

Para ello se instala una sonda de Amonio al final del Reactor, con el fin de medir en tiempo real el nivel de Nitrógeno Amoniacal y actuar según éste. 2.3 Equipos Reactor Biológico 2.3.1 Sondas de Amonio La sonda envia una señal a un controlador, éste la convierte y envía una señal al PLC de 4 mA a 20 mA. Estas señales son configuradas en el controlador. Modelo de la sonda: ISE NH4D(0 ppm-1000ppm)
Modelo del controlador: Hach Lange SC 200 Se instalan en las inmediaciones de las válvulas tipo Iris, con el fín de garantizar que la población microbiológica no está falta de Oxígeno. 2.1 Equipos Reactor Biológico 2.3.2 Sondas de Oxígeno libre De igual forma que en la sonda de Amonio, ésta envia una señal a un controlador, éste la convierte y envía una señal al PLC de 4 mA a 20 mA. Estas señales son configuradas en el controlador. Modelo de la sonda: Hach Lange LDO (0 ppm -20 ppm).
Modelo del controlador: Hach Lange SC 100. S7-200 CPU224 de Siemens, controlará todo el sistema de aireación del Reactor Biológico para que el proceso de fangos activados se desarrolle de forma correcta.





Mediante una serie de parámetros tales como los niveles máximos y mínimos de Nitrógeno amonical, Oxígeno, Presión en la tubería principal, y una serie de entradas digitales y analógicas el PLC realizará las acciones oportunas para el buen desarrollo del proceso. 5. AUTOMATIZACIÓN DE LA AIREACIÓN 1. Nitrógeno Amoniacal

Mediante una sonda de Amonio que muestrea las partes por millón (ppm) de Amonio que hay en el agua residual. Es una entrada analógica del PLC, y se ha denominado en el programa AIW6. 5.1 Parámetros a controlar Los valores límite de Amonio se han establecido como 2 ppm (64 tipo Word) como consigna mínima y 6 ppm (192 tipo Word) como consigna máxima en las posiciones del PLC VW32 y VW30 respectivamente,. 2. Oxígeno

El nivel de Oxígeno indica si la zona está bien aireada, por lo que le da al PLC una señal en función de las partes por millón que mida en cada periodo de muestreo. 5.1 Parámetros a controlar Las sondas de Oxígeno son entradas analógicas del PLC, y se ha denominado en el programa AIW8, AIW10 y AIW12. Los valores límite de O2 se han fijado, en principio, 2 ppm como consigna mínima (3200) y 6 ppm (9600) como consigna máxima, en las posiciones de memoria del S7-200 de la VW34 a la VW44 para las tres zonas. 5.1 Parámetros a controlar 3. Presión

La presión es una entrada analógica al PLC que proviene del manómetro y se le ha denominado AIW14 . Se ajustan los límites de presión de 0,4 bar como presión mínima y 0,7 bar como presión máxima relativa, se introduce 8000 en la zona de memoria de la consigna de mínima presión VW70 y 14000 en la zona de memoria de la consigna de máxima presión VW72.

La presión se regula aumentando o reduciendo la velocidad de las Soplantes. 1. Válvulas Iris

Para controlar el nivel de Nitrógeno Amoniacal y Oxígeno, el PLC actúa sobre las válvulas tipo Iris que controlan el caudal de aire que va hacia la parrilla de difusores de aire. Para ello realiza una lectura de la posición actual de la válvula, es decir, de la apertura. Esto lo realiza mediante una entrada analógica conectada a cada válvula. 5.2 Elementos de actuación Las entradas analógicas se han denominado en el programa AIW0, AIW2 y AIW4 para las válvulas de las zonas 1, 2, 3 respectivamente. 1. Válvulas Iris

La válvula envía una señal según el grado de apertura. La señal varía entre 0 V y 10 V, según si está cerrada o totalmente abierta.









El PLC puede actuar sobre ella enviando una señal entre 0 V y 10 V a una salida analógica, es decir, abriéndola o cerrándola. Dichas salidas son AQW0, AQW2, AQW4 para las válvulas de las zonas 1, 2, 3 respectivamente. 5.2 Elementos de actuación 1. Válvulas Iris

La apertura o cierre de las válvulas se han programado mediante subrutinas. Previamente se ha leido el valor de la apertura de la válvula y se ha almacenado en una posición de memoria. Acontinuación se muestra un ejemplo del cierre de la válvula Iris nº1. 5.2 Elementos de actuación 2. Variadores de frecuencia de las Soplantes

Para controlar la presión actúa sobre la potencia de las Soplantes, más concretamente aumentando o disminuyendo los Hz de los variadores de velocidad, parando o poniendo en marcha cada Soplante. 5.2 Elementos de actuación Esto lo realiza leyendo los Hz que están enviando los variadores de frecuencia a las Soplantes correspondientes a través de una entrada analógica al PLC, que son AIW6 y AIW8. 2. Variadores de frecuencia de las Soplantes

La señal la envía mediante una salida analógica del S7-200 que será AQW6 y AQW8 para cada variador. La señal analógica que envía el PLC es un Voltaje entre 0 V y 10 V.











Para desconectar una Soplante y evitar que en el variador de frecuencia se produzca un error, se desconectará primero la orden de marcha, que es un contacto que indica al variador de frecuencia que transmita los Hz, y después desconecta el contactor situado entre el variador de frecuencia y la Soplante. Y al revés para conectarla. 5.2 Elementos de actuación 2. Variadores de frecuencia de las Soplantes

De igual forma que en las válvulas, el aumento y reducción de Hz de las Soplantes se realiza mediante subrutinas. Previamente se lee la velocidad de la Soplante, se almacena en una variable interna y se analiza la situación. 5.2 Elementos de actuación -Luminosos en caso de emergencia y/o avería de las Soplantes.
-Luminosos de marcha de las Soplantes.
-Luminosos de magneto-térmico de las Válvulas
-Señales de emergencia para conectar a sistema Scada o a Luminosos en cuadro de Control. 5.2 Elementos de actuación El sistema de emergencia actúa cuando se pulsa la seta de emergencia de alguna de las Soplantes, que es por seguridad un contacto normalmente cerrado. 5.3 Sistema de Emergencia Para evitar el excesivo desgaste se opta por alternar cada 24 horas el funcionamiento para cada Soplante, es decir, una Soplante actúa continuamente y la otra ayudando y a las 24 horas se intercambian. Esto se consigue conectando un temporizador externo al PLCque cada 24 horas enviará una señal a una entrada del PLC (I1.1 o I2.0), indicándole que debe cambiar las funciones de las Soplantes 5.4 Alternancia de Soplantes 5.5.1 Manual Semiautomático.

El modo de marcha manual (en realidad semiautomático) indica que la Soplante debe trabajar al máximo régimen de revoluciones permitido.

Ejemplo selección Soplante nº1 Manual (Semiautomático) 5.5 Modos de marcha 5.5.1 Manual Semiautomático.

Además, tal y como se ha citado anteriormente, por seguridad del sistema se tiene que testear continuamente el nivel de presión dentro de la tubería de aireación, aumentando siempre que se pueda los Hz de la Soplante. 5.5 Modos de marcha 5.5.2 Paro 5.5 Modos de marcha El sistema de aireación se ha diseñado para que la presión dentro de la tubería de aireación sea la correcta, pero pueden darse situaciones de sobrepresión y de presión insuficiente. 5.6 Control de Presión El sistema de control de Soplantes comienza poniendo en marcha la Soplante principal y parando la Soplante secundaria (M4.6). El arranque de la Soplante no debe ser muy brusco, por lo que el PLC da una orden al variador de frecuencia para que le asigne 30 Hz a la Soplante. Una vez puesta en marcha la Soplante se pasa al estado de testeo de presión (M4.7). 5.6 Control de Presión 5.6.1 Presión Correcta

En situaciones normales, la presión oscilará entre 0.4 y 0.7 bar de presión, en esta situación se busca un menor consumo energético y un menor desgaste de las Soplantes, por lo que el PLC, s da ordenes a los variadores de frecuencia de disminuir los Hz de las Soplantes. 5.6 Control de Presión 5.6.2 Presión Insuficiente

Puede darse en el sistema situaciones en el que la presión en la tubería de aireación caiga por debajo de los límites establecidos 5.6 Control de Presión 5.6.2 Presión excesiva

Esta situación puede poner en peligro los distintos equipos del sistema de aireación 5.6 Control de Presión Diseño y Automatización de la aireación de un Reactor Biológico de una E.D.A.R. 5.5.3 Manual

Cuando se selecciona que una Soplante actúe en modo manual, implica desconectarla del variador de frecuencia y conectarla a su arrancador, mediante contactores enclavados.















Para ejecutar este modo de marcha, previamente hay que desconectar la Soplante, esperar a que haya parado completamente y por último seleccionar dicho modo mediante un selector. 5.5 Modos de marcha El control del nivel de Amonio se realiza midiendo, mediante una sonda de Amonio situado al final del Reactor Biológico, el nivel en partes por millón. 5.7 Control de nivel de Nitrógeno Amoniacal El PLC está chequeando constantemente el nivel de Amonio que le suministre el controlador de la sonda de Amonio, realiza las acciones correspondientes a mantener el nivel de Amonio dentro de los límites establecidos en las consignas. 1. Nivel de Nitrógeno Amoniacal excesivo

Cuando el PLC recibe una señal que indica que el nivel de Amonio está por encima de la consigna de nivel máximo de Amonio, debe abrir las válvulas tipo Iris con el fin de suministrar un mayor caudal de aire para que se produzca la Nitrificación. 5.7 Control de nivel de Nitrógeno Amoniacal 2. Nivel de Nitrógeno Amoniacal Insuficiente

La situación en la que el PLC puede recibir una señal del controlador de la sonda de Amonio que indica que el nivel de Amonio al final de la Cuba de Aireación es bajo, puede deberse a un exceso en la aireación del Reactor 5.7 Control de nivel de Nitrógeno Amoniacal Cuando el nivel de Nitrógeno Amoniacal es correcto, el PLC pasa a testear los niveles de Oxígeno por orden (primero el de la Zona 1, después la Zona 2 y por último la Zona 3) 5.8 Control de nivel de Oxígeno libre 1. Nivel de Oxígeno elevado en la Zona 1 (más próxima a la cámara Anóxica). 5.8 Control de nivel de Oxígeno libre 2. Nivel de Oxígeno bajo en la Zona 1 5.8 Control de nivel de Oxígeno libre 3. Nivel de Oxígeno correcto en la Zona 1

Cuando el nivel de Nitrógeno Amoniacal es correcto y el del nivel de Oxígeno libre de la Zona 1 también lo es, se pasa a testear el nivel de Oxígeno en la Zona 2 (intermedia), realizando las mismas acciones que en la Zona 1.

Si el nivel del Oxígeno de la Zona 2 también es correcto, se testea el nivel de Oxígeno libre de la Zona 3, realizando las mismas acciones que en la Zona 1. 5.8 Control de nivel de Oxígeno libre Los sistemas de control de Soplantes y los de control de nivel de Amonio y Oxígeno, se han implementado de tal forma que actúen de forma independiente entre ellos.

Pero en realidad los dos sistemas de control, tanto el de Soplantes como el de válvulas no actúan totalmente independiente como se ha indicado anteriormente, ya que cuando se cierran y abren las válvulas se aumenta y disminuye respectivamente la presión en la tubería de aireación. 5.9 Actuación en paralelo Un sistema Scada (Supervisory Control And Data Acquisition) es un sistema basado en computadores que permite supervisar y controlar variables de proceso a distancia.










En este proyecto se ha desarrollado un programa que controla el proceso, leyendo las señales de las distintas entradas, tanto analógicas como digitales del PLC mediante conexión PPI o Ethernet y mostrándolas en un entorno gráfico compresible para todo el personal de la E.D.A.R. 6. Supervisión del proceso (Scada) El programa puede acceder a cualquier posición de memoria del autómata. Por tanto el programa accede a las posiciones de memoria que almacenan los datos del proceso . 6. Supervisión del proceso (Scada) 6.1 Reactor Biológico

Desde esta pantalla se puede acceder a otros entornos gráficos como el del Reactor Biológico, sala de Soplantes y el de Avisos.

En la pantalla del Reactor Biológico se puede observar distintas entradas al PLC (Apertura Válvulas, Niveles de Nitrógeno Amoniacal y Oxígeno) 6. Supervisión del proceso (Scada) 6.2 Sala de Soplantes

En el entorno gráfico de la Sala de Soplantes se muestra la disposición de las Soplantes. Se indica los distintos modos de marcha, emergencia y velocidades de las Soplantes. 6. Supervisión del proceso (Scada) 6.3 Alarmas y Avisos 6. Supervisión del proceso (Scada) En caso de que se produzca una serie de anomalías en el sistema de aireación o en el mismo proceso, el sistema Scada muestra por pantalla una notificación para el personal de la E.D.A.R.

Estas anomalías pueden ser niveles excesivos o insuficientes de Oxígeno, Amonio y Presión.

En el caso de que algún trabajador pulse una Seta de emergencia de alguna Soplante, también se notificará por pantalla. 6.4 Registro de datos 6. Supervisión del proceso (Scada) Se puede acceder a un menú que muestra la evolución gráfica de las entradas analógicas y a continuación la tabla con los valores. El valor de las variables del sistema y las alarmas se almacena en un fichero tipo “.csv”. 6.5 Ajuste de consignas

El personal de la E.D.A.R podrá actuar sobre las distintas consignas. Esto se realiza mediante un menú de Consignas. El programa Scada accede a la posición de memoria del Autómata donde están almacenadas éstas (VW) e introduce el nuevo valor. 6. Supervisión del proceso (Scada)
Debido al elevado número de E/S digitales se requieren 4 módulos de E/S EM233 (4 E/S), 3 módulos E/S analógicas EM235 (4 salidas y 1 entrada), y 1 módulo de salidas analógicas EM232 (2 salidas analógicas).













Además se incluye un módulo Ethernet S7-200 CP243-1, por si la conexión MPI/PPI falla, por lo tanto es opcional. 5.10 Equipos empleados 6.6 Equipos empleados

El software escogido es el WinCC Flexible 2008, ya que está muy bien diseñado para la comunicación con el Autómata S7-200. El software recibe las señales del Autómata y las muestra en un entorno gráfico fácilmente comprensible por el personal de la E.D.A.R a través de un Ordenador o un Panel Operador. 6. Supervisión del proceso (Scada) La oxidación de la Contaminación orgánica depende del caudal tratado de las dimensiones del Reactor Biológico y de la oxigenación de la población microbiológica.







La carga másica debe estar comprendida entre 0.05 y 0.15


La edad de fango debe estar comprendida entre 20 y 30 días


Y el tiempo de residencia hidráulico debe estar comprendido entre 16 y 30 horas 2. Reactor Biológico Benjamín Martínez Sánchez + La alternativa escogida es la número 3.

3) Instalación de dos Soplantes idénticas (más una de reserva) que alternen cada cierto periodo de tiempo su funcionamiento y que estarían gobernadas por dos variadores de frecuencia.








Inconvenientes:

-Mayor coste por dos variadores y dos Soplantes.
-Aumento de la complejidad de la programación del PLC + + Ventajas:

- Mejor control de la presión, caudal y energético.
-Unas tuberías de menor diámetro nominal que en el caso de la alternativa 1) 1º La población microbiológica elimina la contaminación orgánica y produce NH3
2º Reducción de NH3 a Nitrito y posteriormente a Nitrato, en el proceso de Nitrificación
3º Reducción del Nitrato a Nitrógeno Gas
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