Background & Challenge
Un’azienda di acquacoltura marina in Corea necessitava di un sistema di controllo a circuito chiuso dell’ossigeno disciolto (DO) per i propri bacini di allevamento. Il requisito era ben preciso: mantenere il DO a un valore target definito — il cliente utilizzava 1 mg/L come riferimento — e utilizzare tale soglia per azionare un'elettrovalvola ad azionamento azotato (N₂), aprendo la valvola ogni volta che il DO superava il valore di setpoint e chiudendola nel momento in cui il DO tornava al valore target.
L'indagine ha sollevato quattro questioni tecniche che determinano se un circuito di questo tipo possa essere realizzato con apparecchiature disponibili in commercio: il controller supporta punti di regolazione ON e OFF regolabili indipendentemente; quanti bacini può gestire un singolo controller; se ogni bacino necessita di una propria sonda e di un proprio relè; e se è necessario un relè esterno aggiuntivo.
Perché scegliere il KWS-630
L'acqua salata mette a dura prova le sonde di ossigeno disciolto (DO) a membrana: il cloruro corrode l'elettrolita e sulla membrana si forma un biofilm, per cui il sensore subisce una deriva e richiede una manutenzione frequente. Il Sensore ottico (a fluorescenza) di ossigeno disciolto KWS-630 misura senza consumare ossigeno e senza membrana, il che la rende molto più stabile in acqua di mare e riduce la manutenzione alla sola pulizia e calibrazione periodiche.
Soluzione e installazione
Un regolatore a soglia singola attiva e disattiva l'uscita allo stesso valore di DO. In prossimità di tale valore, la lettura subisce una deriva di alcuni centesimi di milligrammo per litro, per cui l'elettrovalvola va in vibrazione — aprendosi e chiudendosi ripetutamente nel giro di pochi minuti — il che riduce la durata della valvola e destabilizza il laghetto. Setpoint indipendenti di accensione e spegnimento lasciare una banda morta intenzionale: la valvola si apre quando il valore supera il limite superiore e si richiude solo quando il DO scende al valore inferiore, quindi si aziona una volta per ciclo anziché decine di volte all’ora.
Il numero di bacini che un controller può gestire dipende dal numero dei suoi canali di ingresso e dei canali relè. Ogni bacino che deve essere controllato in modo indipendente necessita di una propria sonda di ossigeno disciolto (DO) e di un proprio canale di commutazione; viene aggiunto un modulo relè quando la corrente di uscita del controller è inferiore alla corrente della bobina dell'elettrovalvola di N₂. Ogni configurazione è composta dagli stessi elementi:
| Articolo | Per laghetto | Note |
|---|---|---|
| Sonda ottica (a fluorescenza) per la misurazione dell'ossigeno disciolto (DO) | 1 | Misurazione luminescente dell'ossigeno disciolto; senza membrana, senza ricarica di elettrolita |
| Canale del controller | 1 | Setpoint ON/OFF indipendenti, un circuito per canale |
| Modulo relè | come richiesto | Solo nel caso in cui la bobina del solenoide superi il valore nominale di uscita del regolatore |
| Cavo | 1 corsa | Collegamenti tra sonda e regolatore e tra regolatore e valvola |
| Software/configurazione | sistema | Inserimento dei setpoint, registrazione dei dati e configurazione degli allarmi |
| Servizio di taratura | per sonda | Verifica dello zero e dell'ampiezza prima della consegna |
| Trasporto, dazi doganali, tasse, garanzia, tempi di consegna | sistema | Con quotazione per il paese di destinazione |
Risultati
Il cliente ha richiesto tre configurazioni — 2, 4 e 8 laghetti — in modo da poter confrontare la stessa filosofia di controllo su tre livelli diversi prima di optare per quello più ampio. Ciascuna opzione era basata su un canale ON/OFF indipendente e una sonda ottica per ogni bacino, con la dotazione completa (sonda, controller, modulo relè, cavo, software, calibrazione e condizioni di consegna), in modo da poter confrontare le opzioni a parità di condizioni.
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Domande frequenti
D: È possibile che un unico controller DO gestisca più bacini con setpoint diversi?
A: Sì, a condizione che il regolatore disponga di un ingresso di misura indipendente e di un canale di commutazione per ogni bacino. Ciascun canale mantiene i propri setpoint di accensione e spegnimento, pertanto è possibile mantenere il bacino A a un valore di riferimento diverso rispetto al bacino B. Il numero esatto di canali va verificato consultando la scheda tecnica del regolatore relativa al modello scelto.
D: È necessaria una sonda separata per ogni laghetto?
A: Sì. L'ossigeno disciolto è specifico di un determinato corpo idrico, quindi una sonda installata in uno stagno non fornisce alcuna informazione sullo stagno adiacente. Ogni stagno, se gestito in modo indipendente, necessita di una propria sonda.
D: Mi serve anche un relè esterno?
A: Solo quando la bobina dell'elettrovalvola assorbe una corrente superiore a quella che l'uscita del controller è in grado di fornire. In tal caso, viene inserito un modulo relè tra il controller e la valvola; per le valvole di piccole dimensioni, l'uscita del controller aziona direttamente la valvola.
D: Perché utilizzare sonde ottiche anziché elettrochimiche per misurare l’ossigeno disciolto (DO) in acqua di mare?
A: Le sonde ottiche sono prive di membrana e di elettrolita che possa essere attaccato dal cloruro e non consumano ossigeno sulla superficie di misurazione. Ciò garantisce una maggiore stabilità e intervalli di manutenzione molto più lunghi in acque marine e salmastre.
D: Cosa occorre specificare per ottenere un preventivo accurato?
A: Il numero di bacini controllati in modo indipendente, l’intervallo di ossigeno disciolto (DO) previsto per ciascuno, il tipo di valvola del gas e la corrente della bobina, la lunghezza dei cavi e la destinazione di consegna. Con questi cinque elementi è possibile fornire un preventivo per un pacchetto da 2, 4 o 8 bacini senza alcuna ambiguità.
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