طراحي و ساخت سيستم اندازه‌گيري و كنترل TDS آب در سيستم‌هاي تصفيه آب اسمز معكوس به روش PID كلاسيك، با توانايي جبران‌سازي اثر دما بر روي اندازه‌گيري

Design and Manufacture of TDS Measurement and Control System for Water Purification in Reverse Osmosis by Classic PID with the Ability to Compensate Effects of Temperature on Measurement

اندازه گيری و كنترل TDS(Total Dissolved Solids) آب، در صنعت، كشاورزی، دامپروری و بهداشت از اهميت بالايی برخوردار است. سيستم طراحی و ساخته شده در اين مقاله، با نصب بر روی دستگاه‌های تصفيه آب صنعتی و خانگی ، TDS آب را اندازه‌گيری، نمايش و كنترل می‌نمايد. تكنولوژی ساخت سيستم اندازه‌گيری TDS به‌گونه‌ای است كه اثر مخرب دما بر اندازه‌گيری را جبران می‌كند. همچنين با شرح آزمايش‌های متعدد انجام شده در پژوهشكده علوم و صنايع غذايی، نحوه كاليبراسيون سيستم اندازه‌گيری توضيح داده می‌شود. به‌منظور كنترل TDS، مدل رياضی دستگاه‌های تصفيه آب اسمز معكوس خانگی را با انجام آزمايش‌های عملی به‌دست می‌آوريم. سپس كنترل‌كننده سيستم را با روش پاسخ نوسانی زيگلر- نيكولز طراحی كرده و مناسب‌ترين آن را پياده‌سازی می‌كنيم. اجرای عمليات كنترل TDS نيز از طريق كنترل زمان واقعی و پيوسته شير مخلوط انجام می‌شود. اين شير با فيلتر ممبران يا RO(Reverse Osmosis)به‌صورت موازی بسته می‌شود و با افزودن يا كاستن آب ورودی اين فيلتر به آب خروجی آن، اسباب كنترل TDS را فراهم می‌سازد. سيستم به‌دست آمده از اين پژوهش، ضمن اخذ تاييديه‌های علمی از مراجع ذيصلاح، به توليد نيمه صنعتی رسيده است و دارای كاربردهای فراوانی در صنعت می‌باشد.

Measurement and control of TDS (Total Dissolved Solids) of water has significant importance for industry, agriculture, livestock and health.  The system designed and manufactured in this paper measures, displays and controls TDS of water by installing on domestic and industrial purification systems. Technology of manufacturing TDS measurement system is such that it can compensate for the adverse effect of temperature on measurement. Meanwhile, calibration of the measurement system will be explained by discussing several examinations conducted in Research Institute for Food Science and Technology. In order to control TDS, mathematical model for domestic water purification devices of reverse osmosis (RO) is obtained by running practical experiments. Then, system controller is designed by Ziegler-Nichols oscillation method with the most appropriate controller being implemented. Operation of controlling TDS is done through real time and continuous controlling of a mix valve. This valve is closed parallel with a membrane filter or RO, so one can control TDS by adding or reducing inlet water into outlet water of this filter. The system developed by this research is produced in pilot by receiving scientific approvals from relevant authorities and has found numerous applications in industry.