21 Nisan 2017 | TEKNİK MAKALE 105. Sayı (Nisan 2017)

Alpay Samen Phoenix Contact Elektronik Tic. Ltd. Şti. Elektronik & Haberleşme Mühendisi Endüstri Yönetimi ve Otomasyon

Son yıllarda kentleşmenin giderek artması ve nehirlere bitişik sel alanlarının oturum alanı olarak kullanılması gibi olumsuz faktörler, iklim değişikliğiyle birleşerek ardarda önemli taşkın hasarlarına neden oluyor. İşin kötü tarafı, kanalizasyon ve atıksu arıtma tesislerinin de bu tür doğal olaylar için tasarlanmamış olmalarıdır. Bu tür doğal olaylar için yağmur suyu drenajı yapılarının kurulması gerekmektedir.
Bu doğrultuda, örneğin konut geliştirmede yağmur suyu tutma önlemlerini zorunlu kılan bir yönetmelik Almanya‘da yürürlüğe girdi. Bu gelişme kanalizasyon, drenaj kanalları ve atıksu arıtma tesislerini boşa çıkarabilir. Alanında uzman olan Krohne Messtechnik, Phoenix Contact, VAG Armaturen, Videc ve Wilo bu konuyu ele alıp, yağmur havzalarının düzenlenmesi ve izlenmesi için bir çözüm üzerinde birlikte çalıştılar (Şekil 1). Kanalizasyon sistemlerinde yağmur suyu için geçici depolama olan yağmur havzaları, atıksu arıtma tesisine veya drenaj kanalına girişi kontrol edebilir. Aşağıdaki yağmur havzaları türleri vardır:
-     Karışık ve ayrı sistemler için yağmur saklama havuzları
-     Birleşik sistemler için yağmur taşkın havzaları
-     Ayrı sistemler için yağmur suyu işleme havzaları (Şekil 2).
Yeni yasal şartlar ve yapısal değişiklikler operatörler için gittikçe artan bir şekilde otomasyon ve yapıların kesintisiz izlenmesini gerektiriyor.

Drenaj hacminin sürekli izlenmesi
Yağışın yoğun olduğu dönemlerde, örneğin kanalizasyon sistemindeki fazla su, geçici olarak yağmur suyu havuzunda depolanır. Atıksu arıtma tesisine veya drenaj kanalına yağmur suyu akışını düzenleme, bu yapıları olası aşırı yüklerden korur ve çevrenin taşkınlardan korunmasını sağlar. Yağmur sona erdiğinde, yağmur havzası için drenaj işlemi başlar. Burada, varsayılan değer -atıksu arıtma tesisi veya drenaj kanalına maksimum giriş hacmi- normalde yerçekimi drenaj hattı olarak tasarlanan bu sistemlerin giriş kanalındaki debi ölçümü ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma, yağmur havzası drenaj kontrol sisteminin kontrol valfi için kontrol edilen değişkeni verir (Şekil 3).
Ayrıca yağmur havzasında bulunan seviye ve debi ölçümü, drenaj hacminin ve dolayısıyla havzanın yükünün kesintisiz olarak izlenmesini sağlar. İsteğe bağlı bir iletkenlik ölçümü, yağmur suyu durumunun ve yükünün izlenmesini sağlar. Bu, gelecekteki analitik ölçüm gereksinimlerinin bugün uygulanmasına izin verir.
 
Otomasyon teknolojisinin basit kullanımı
Yağmur havzası drenaj işlemi için kontrol edilen değişken, kurulu otomasyon teknolojisi kullanılarak kontrol edilir ve hesaplanır. Ayrıca standart uzaktan kontrol protokolleri ile ölçüm cihazını kontrol odasına bağlar.
 Otomasyon teknolojisinin modülerlik, süreklilik ve basit kullanımı, bu süreçte gittikçe önemli bir rol oynamaktadır. Kullanıcı dostu olma konusunu ele almak için ortaklar, çözümlerini “programlama yerine yapılandırma” ilkesine göre hazırladı ve özel olarak su yönetimi için geliştirilen Phoenix Contact‘ın otomasyon kütüphanesi Waterworx‘a dayandırarak uyguladılar.
Havzanın kullanım sıklığı, drenaj hacimleri ve diğer değişkenler gibi önemli karakteristik değerlerin izlenmesi de büyük önem taşıyor. Ortak çözümün bir parçası olarak, veriler geçici olarak kontrolörde saklanır. Kontrol odasına bağlantı başarısız olursa PLC, Videc‘den Acron gibi atıksu arıtma tesisinin giriş sistemi ile iletişim kurduktan sonra değerleri doğru sırayla iletir. Yapı içinde veya bir mobil uç cihazı aracılığıyla yerinde izleme çözümü Atvise HMI/Scada yazılımının koştuğu bir panel PC kullanılarak çalıştırılabilir. Çoğu zaman, çok az sayıda operatör veri kablolarını yağmur havzasına yönlendirdiği için veri alışverişinde mobil teknoloji kullanılmaktadır. Verileri yetkisiz erişime karşı korumak ve BT güvenlik ihtiyaçlarını karşılamak için çözüm, Phoenix Contact‘tan entegre bir donanım güvenlik duvarı olan FL Mguard mobil ağ modemi kullanmaktadır. Bu, yalnızca yetkili personelin kontrol parametrelerini uzaktan değiştirebilmesini ve bildirilen hataları hemen kabul etmesini sağlar.

Sistem ve verilerin yüksek sürekliliği
Çözüm ayrıca, otomasyon ve ölçüm teknolojisi olarak Quint UPS-IQ ürün yelpazesinden kesintisiz bir güç kaynağı da içerir. Sistemin ve verilerin yüksek sürekliliğini sağlar. IQ teknolojisi sayesinde kullanıcı, pilin hatasız çalışıp çalışmayacağını uzaktan da olsa görebilir. Sonuç olarak pil hücrelerinin durumunun yerinde incelenmesi artık gerekli değildir; bu da zaman ve paradan tasarruf etmenizi sağlar. Drenaj işleminin son adımında, Wilo’nun çelik boru temizleyicisi yağmur suyu havuzunu temizler. Yağmur havzasındaki kirlenmeyi önlemek için cihaz serbestçe ayarlanabilen bir yükseklikle çalışır (Şekil 4).
Sonuç olarak ortakların ortak çözümü, kanalizasyon sisteminin uzun vadeli yönetimine ve su yollarının etkin korunmasına katkıda bulunur. Dahası yapı, gelecekteki teknolojik gelişmeler için en uygun şekilde donatılmıştır. Örneğin, yağmur suyu havuzunda yeterli kapasitenin bulunmasını sağlamak için hava verilerine dayalı önlemleri uygulayan merkezi bir yağmur suyu yönetim sistemi belirlenebilir.

İlk Yönetmeliğin Yayınlanması
Yağmur suyu yönetimi giderek küresel bir zorluk haline geliyor. Bu nedenle Almanya bir süre önce ilgili yasaları çıkardı. Bu yasalar, yağmur suyu tutma önlemlerinin, örneğin bir konut inşaasında, kanalizasyon, drenaj kanalları ve atıksu arıtma tesislerinin boşaltılması için uygulanmasını şart koşuyor. Atıksu arıtma tesisine giriş mümkün olduğunca düzenli ve eşit olarak gerçekleştirilmelidir.
Yağış miktarı, atıksu arıtma tesisinin alım hacmi ve maksimum arıtma performansını önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle yağmur havuzlarının suyun geçici olarak depolanması ve ardından maksimum hacmin atıksu arıtma tesisine sürekli drenajı için önemli olduğu kanıtlanmıştır. Dere veya nehirlere drenaj yapmak için ayrı sistemde de aynı şey geçerlidir. Taşkınların önlenmesini sağlamak için bu su yollarına her saat belirli bir hacim salınabilir. Bu nedenle, Kuzey Ren-Vestfalya gibi Alman eyaletleri, önce bu yapıların izlenmesini ve düzenlenmesini gerektiren bir kanun yürürlüğe koymuştur.