Wasser ist lebenswichtig, doch die kostbare Ressource wird weltweit immer knapper. Die effiziente Aufbereitung der wertvollen Flüssigkeit wird deshalb zunehmend wichtiger. Zudem steigen die Qualitätsanforderungen: Gerade bei Trinkwasser fordern nicht nur die Weltgesundheitsorganisation WHO, sondern auch lokale Behörden, dass eine besonders gute Qualität sichergestellt ist, bevor das Lebensmittel in das Versorgungsnetz gelangt. Auch industrielles Prozess- oder Abwasser muss kontinuierlich kontrolliert und analysiert werden, damit gewisse Grenzwerte und Richtlinien eingehalten werden können.
Wasser online analysieren
Spezielle Lösungen für die Wasseraufbereitung bietet Bürkert Fluid Control Systems in seinem Unternehmenssegment Water an. Dazu gehören Sensoren, Aktoren, Regel-Elemente und Transmitter. Neu ist das Online-Analyse-System Typ 8905. Damit können Anlagenbauer und Betreiber von Wasserwerken die wichtigsten Parameter im Rohwasser und im behandelten Wasser mit nur einem Gerät überprüfen und speichern.
Bei Abweichungen oder Grenzwertüberschreitungen reagiert das Gerät je nach Programmierung mit Eingriffen in den Aufbereitungsprozess oder Meldungen an den verantwortlichen Wassermeister. Das Analyse-System unterstützt die Wasseraufbereitung, indem es einzelne Verfahrensschritte regelt und verbessert. So trägt es auch zu einer wirtschaftlichen und sicheren Trinkwasserproduktion bei.
Kunststoff schützt Elektronik
Zum Schutz der empfindlichen Elektronik verwendet Bürkert ein Sondergehäuse von Bopla. Bei der Entwicklung des Analyse-Systems standen Miniaturisierung und Modularisierung im Vordergrund. Das setzte auch ein besonderes Gehäusekonzept voraus, das Bopla in Kunststoffspritzguss umgesetzt hat. Das Unternehmen liefert alles aus einer Hand und bietet je nach Projekt neben Spitzgussteilen für Kunststoffgehäuse auch die komplette Elektronik oder die passenden Folientastaturen an.
Für das Analyse-System war ein modular erweiterbares, zweigeteiltes Gehäuse mit der besonderen Funktion eines Scharnierdeckels und einem Multitouch-Display gefordert. Außerdem sollte das Kunststoffgehäuse die Anforderungen der Schutzart IP65 erfüllen. Bei der Entwicklung des Online-Analyse-Systems galt es zudem, einen Gehäusehersteller zu finden, der die relativ großen Teile in der geforderten Qualität herstellen kann.
Bei der Sonderlösung für Bürkert können die Messstationen in einem oder mehreren zusammenhängenden Gehäusen untergebracht werden. Im oberen Teil ist ein 7-Zoll-Touch-Display verbaut, das eine einfache Bedienung und Konfiguration der Module ermöglicht, sowie elektronische Module. Diese dienen zur Steuerung und Anbindung an die technischen Prozesse. Im unteren Teil finden bis zu sechs Sensorbaugruppen Platz. Links und rechts lassen sich bei Bedarf weitere Gehäusesysteme anschließen.
Die modulare Struktur des Wasseranalyse-Systems sollte auch beim Gehäuse nicht aufhören. Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Gehäuseentwicklung war neben dem Design auch die Adaptierbarkeit: Bei dem Projekt ging es darum, zwei gleiche Gehäuse durch einen speziell für diese Anwendung konzipierten Konnektor miteinander zu verbinden. Das Gehäusekonzept spiegelt sich im Inneren der Schutzlösung wider: Auch dort können einzelne Module anwendungsspezifisch zusammengestellt und aneinandergereiht werden. Der Typ 8905 integriert bis zu sechs Analyse-Elemente in einem kompakten und erweiterungsfähigen System. Bisher mussten diese oft als separate Geräte installiert werden.
Analyse-System, das mitwächst
Die Analyseplattform ist in der Lage, alle wichtigen Parameter zur Wasseraufbereitung mit einem kompakten Tool zu erfassen. Somit ist es nicht mehr notwendig, die Komponenten verschiedener Hersteller zu kombinieren, was die Wirtschaftlichkeit des Systems erhöht. Das kompakte und modulare Design des Überwachungssystems ermöglichen Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme (MEMS). Diese miniaturisierten Bauteile vereinen unter anderem Logikelemente und mikromechanische Strukturen in einem Chip. Die Produktion dieser Kleinstteile findet unter Reinraumbedingungen statt. Bei der Bopla-Lösung werden die Sensor-Chips in sogenannte Analyse-Cubes integriert.
In der Grundversion waren ursprünglich fünf Messparameter zur Wasseranalyse vorgesehen: pH-Wert, Redox-Potenzial (ORP), Leitfähigkeit, freies Chlor und Trübung. Jeder Cube findet in einem Gehäuse von 7 x 7 x 4 cm Platz. Die hot-swap-fähigen Module lassen sich während des Betriebs ein- und ausstecken. Wird ein neuer Sensor in einen freien Steckplatz der Fluidik-Backplane eingesteckt, meldet sich dieser automatisch beim System an und stellt den anderen Modulen seine Funktionen zur Verfügung. Die einzelnen Module werden über das Touch-Display im oberen Teil des Gehäuses bedient. Die Bedienung des Systems ist ebenfalls über einen PC via USB-Kabel möglich. Auf diese Weise stehen zusätzliche Funktionen zur Programmierung und Konfiguration zur Verfügung.
Außerdem hat Bürkert zusätzliche Analyse-Cubes für weitere Messparameter des Online-Analyse-Systems entwickelt. Auch im Hinblick auf die elektronische Steuerung kann das System aufgrund seines modularen Designs bei Bedarf mit weiteren Funktionen und Kommunikationsmöglichkeiten ergänzt werden. Dank des Sondergehäuses von Bopla sind den Erweiterungsmöglichkeiten der jeweiligen Anwendung keine Grenzen gesetzt.
