Fra renseanlæg til RAS

Vand skal flyttes, renses, måles og overvåges. Pumper skal styres, sensorer skal levere nøjagtige målinger, alarmer skal opdage afvigelser, og kritiske processer skal køre i døgndrift.

Dette kunne være en beskrivelse af et moderne vand- og spildevandsanlæg. Men det kunne lige så vel beskrive et landbaseret akvakulturanlæg.

Forskellene mellem de to er tydelige. Inden for akvakultur bliver biologien en afgørende faktor. Alligevel er der også betydelige tekniske ligheder – og erfaringer fra vand- og spildevandssektoren, som kan vise sig at blive stadig mere relevante, efterhånden som akvakulturanlæg bliver mere komplekse.

”Der er klare forskelle mellem et vand- og spildevandsanlæg og et RAS-anlæg. Men når vi ser på den underliggende teknologi og systemerne, er mange af udfordringerne velkendte. Vi håndterer store mængder vand, kritiske processer, omfattende instrumentering og behovet for stabil drift døgnet rundt,” siger Aleksander Mork-Knudsen, Head of Aquaculture hos Guard Automation.

Fra enkelte komponenter til ét samlet system

Et moderne RAS-anlæg består af adskillige tekniske processer, som skal spille sammen for at opretholde et stabilt miljø for fiskene.

Pumper, ventiler, iltningssystemer, vandbehandlingsudstyr, sensorer, frekvensomformere og styresystemer kan alle komme fra forskellige leverandører. Hver enkelt komponent kan fungere upåklageligt i sig selv. Men for de mennesker, der driver anlægget, er det systemet som helhed, der skal fungere.

Dette er en udfordring, som vand- og spildevandssektoren kender særdeles godt.

Gennem flere årtier har sektoren bevæget sig mod stadig mere integrerede styresystemer, hvor store mængder instrumentering og teknisk udstyr overvåges og styres som dele af én samlet proces.

Det ændrer problemstillingen. Det handler ikke længere kun om, hvorvidt en enkelt komponent fungerer, men om, hvad der sker med resten af processen, når den ikke gør.

”Inden for vand og spildevand har vi lært, at det ikke er nok, at hver enkelt komponent virker. Man er nødt til at forstå, hvad der sker med resten af processen, hvis en komponent svigter. Den tankegang bliver endnu vigtigere, når man har levende fisk i systemet,” siger Mork-Knudsen.

Når tekniske fejl kan få biologiske konsekvenser

Det er også her, en af de vigtigste forskelle mellem traditionelle vandprocesser og akvakultur træder tydeligt frem:

Fiskene kan ikke sættes på pause, mens en teknisk fejl bliver udbedret.

I et landbaseret akvakulturanlæg er vandkvalitet og andre miljøforhold tæt knyttet til de tekniske systemer. Jo mere kontrol vi tager over fiskenes miljø, desto mere afhængige bliver vi af teknologien, som opretholder det.

Forskning finansieret af Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfinansiering (FHF) har understreget vigtigheden af at have god kontrol over vandkvaliteten i RAS-anlæg, samt behovet for præcise og pålidelige sensorer til centrale vandkvalitetsparametre.

Automations- og styresystemer handler derfor om mere end blot effektiv produktion. Teknisk robusthed bliver også en del af håndteringen af den biologiske risiko.

Et anlæg skal kunne håndtere fejl

Intet komplekst teknisk system bør bygges ud fra den antagelse, at intet vil gå galt.

En sensor kan rapportere en forkert værdi. En pumpe kan stoppe. Kommunikationen kan gå tabt. En ventil kan sætte sig fast i forkert position.

Det afgørende spørgsmål er derfor ikke kun, hvordan anlægget yder, når alt går efter planen, men hvordan det reagerer, når noget ikke gør.

Det er her, redundans, alarmhåndtering og gennemtænkte styringsstrategier kommer i spil. Hvilke funktioner er så kritiske, at de kræver backup-kapacitet? Hvad skal systemet gøre automatisk, hvis en komponent svigter? Hvilke hændelser kræver øjeblikkelig handling fra en operatør?

”Målet er ikke at bygge et anlæg, hvor vi antager, at intet kan gå galt. Målet er at forstå, hvad der kan gå galt, og sikre, at anlægget håndterer det på en kontrolleret måde. Inden for akvakultur er dette særlig vigtigt, fordi en teknisk hændelse hurtigt kan udvikle sig til en biologisk hændelse,” siger Mork-Knudsen.

Teknologien skal kunne modstå miljøet

Driftssikkerhed handler ikke kun om styresystemer og software. Udstyret skal også kunne præstere i et krævende fysisk miljø.

Høj luftfugtighed, kondens, salt og kemikalier kan stille store krav til sensorer, instrumentering, styretavler, kabling og elinstallationer. Håndtering af ilt kræver også særlig opmærksomhed. Valget af komponenter, materialer, kapslingsklasser og installation i marken bliver dermed en del af den overordnede driftssikkerhed.

”Det handler ikke kun om at designe et godt styresystem. Det handler også om at vælge de rigtige komponenter, kapslingsklasser og materialer samt sikre korrekt udførelse ude i anlægget. Dette er en vigtig del af den industrielle ekspertise, der kommer af at arbejde med automation og kritisk infrastruktur,” siger Mork-Knudsen.

Mere data betyder ikke nødvendigvis mere indsigt

Samtidig bliver akvakulturanlæg i stigende grad instrumenteret.

Temperatur, pH, ilt, vandflow og en lang række andre parametre kan overvåges kontinuerligt. Fremskridt inden for sensorteknologi gør stadig mere information om både processen og miljøet tilgængelig for operatørerne.

Men flere datapunkter fører ikke automatisk til bedre beslutninger.

Det afgørende er, om informationen giver operatøren en præcis forståelse af, hvad der rent faktisk sker – og om den når frem i tide til, at der kan handles.

Dette stiller krav til målekvalitet, til hvordan data fra forskellige systemer kobles sammen, og til hvordan informationen præsenteres.

En operatør har ikke nødvendigvis brug for flere grafer og flere alarmer. Operatøren har brug for at forstå, hvad der sker, hvor alvorligt det er, og hvad der kræver opmærksomhed.

”Et velautomatiseret anlæg er ikke et anlæg, hvor operatøren modtager mest muligt data. Det er et anlæg, hvor operatøren modtager den rigtige information i tide til at handle på den,” siger Mork-Knudsen.

Når mere teknologi skal skabe mindre kompleksitet

Bevægelsen mod mere instrumentering, automation og digitalisering vil fortsætte. Samtidig bliver produktionssystemerne mere avancerede og i stigende grad indbyrdes forbundne.

Men målet kan ikke være teknologi for teknologiens egen skyld.

For hver ny sensor, komponent og digital løsning stiger også antallet af afhængigheder, som systemet skal håndtere. Teknologi skaber først værdi, når denne kompleksitet omsættes til bedre kontrol, klarere beslutningsgrundlag og mere stabil drift.

Det er her, erfaringerne fra vand- og spildevandssektoren bliver relevante.

Ikke fordi løsninger bare kan kopieres direkte fra et vand- og spildevandsanlæg over i et RAS-anlæg. Biologien gør, at de to må forstås forskelligt. Men principperne for processtyring, systemintegration, redundans og styring af kritiske processer er blevet udviklet og forfinet gennem årtier.

Guard Automation har arbejdet med automation og styresystemer i vand- og spildevandssektoren i mere end 40 år og tager nu denne erfaring med ind i sin voksende satsning på akvakultur.

For efterhånden som akvakulturindustrien tager større kontrol over det miljø, fiskene lever i, påtager den sig også et større ansvar for de systemer, der opretholder det.

Fra renseanlæg til RAS er det biologiske spring betydeligt. Men teknologisk set er der erfaringer, der er værd at tage med.