了解“山城”的智慧供水之道

如何守護(hù)“山城”的可持續(xù)生命之源？施耐德電氣面向水行業(yè)的EcoStruxure架構(gòu)助力重慶中法供水有限公司打造互聯(lián)互通的智慧水廠。

挑戰(zhàn)

對重慶中法供水的自動化工程師夏義杰而言，每年最緊張的時期就是夏季的用水高峰期。因為公司負(fù)責(zé)的重慶市江北區(qū)、渝北區(qū)近年來發(fā)展飛速，居民對自來水的需求日益增多，因此水廠的供水壓力非常大。夏義杰感慨地表示，“為了滿足供水缺口，我們的水廠每年都在不停地擴(kuò)建，新項目基本上剛建好就滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)了，每年高峰期我們都生怕會缺水?！?br style="box-sizing: inherit;"/>
如果將水廠類比成工廠，那么自來水就是工廠里生產(chǎn)的產(chǎn)品，供水量代表著產(chǎn)能，水質(zhì)的好壞代表著產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)能可以通過擴(kuò)建的方式去提升，質(zhì)量則必需依靠水廠里各個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行來保證。

一方面，水廠水源原水質(zhì)量具有不確定性，同時，自來水生產(chǎn)過程中絮凝沉淀步驟里的加礬、加氯環(huán)節(jié)也逐漸從過去的人工加藥轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的自動化控制。自動化系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠，直接影響出廠水質(zhì)和居民的飲水健康安全。因此，自動化設(shè)備的穩(wěn)定性和控制系統(tǒng)的精確性對水廠來說至關(guān)重要。

“施耐德電氣Modicon M580和M340 PLC在水務(wù)行業(yè)久經(jīng)考驗，具有高度的穩(wěn)定性和極低的故障率，控制精準(zhǔn)，為工程安全及水處理過程的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，這是我們選擇施耐德電氣作為合作伙伴的重要原因之一?！焙鸁槍κ┠偷码姎獾淖詣踊到y(tǒng)給予了高度的評價。

另一方面，因為水廠的日常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開電力的持續(xù)供給，所以穩(wěn)定可靠的配電系統(tǒng)也不可或缺。施耐德電氣的中低壓配電產(chǎn)品在建筑、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)、能源、基礎(chǔ)設(shè)施等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其Blokset系列智能低壓配電柜能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠、智能運(yùn)維和高效部署，PIX系列可抽出式空氣絕緣開關(guān)設(shè)備具有節(jié)約空間、連續(xù)運(yùn)行等優(yōu)勢……受到客戶高度認(rèn)可。這些中低壓配電產(chǎn)品為水廠的運(yùn)行注入了源源不斷的動力。

在施耐德電氣自動化與配電系統(tǒng)“保鏢”的守護(hù)之下，重慶中法供水管轄的各個水廠多年來運(yùn)作正常，為北部地區(qū)廣大市民提供了優(yōu)質(zhì)的飲用水以及逐步完善的客戶服務(wù)。如今，每當(dāng)有朋友詢問“你們水廠的出水質(zhì)量如何”時，重慶中法供水的自動化工程師夏義杰都會自豪的回答，“我們水廠出廠的自來水優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

解決方案

人可以三天不吃飯，但卻不可以三天不喝水。這意味著無論是居民還是工廠，對用水的需求都是源源不斷的，所以水廠不但要保證安全的供水，更要確?！俺掷m(xù)”的安全供水，因此精細(xì)化的日常運(yùn)維和管理就顯得尤為重要。

然而，對過去的重慶中法供水來說，日常運(yùn)維并不是一項輕松的任務(wù)。因為山城重慶的特殊地勢，各個地方的層高不同，為了保證所有地區(qū)的水壓都滿足需求，需要進(jìn)行分級加壓，所以水廠的分站特別多，需要管理的加壓站和泵站也特別多。如果單靠人工進(jìn)行日常巡檢，工作量很大，十分辛苦。

另外，人工獲取運(yùn)維數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性也有待提高。以前，重慶中法供水的運(yùn)維人員需要到各個泵站去將工藝、能耗等數(shù)據(jù)手抄回來，然后再整理成報表。人工抄寫不但容易出現(xiàn)錯漏，而且報表的更新速度也很慢，往往以“天”或“周”為周期。

如果將智慧水務(wù)比作一座金字塔，那么來自于現(xiàn)場設(shè)備的工藝、控制數(shù)據(jù)就是金字塔的根基。倘若沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，所有基于數(shù)據(jù)的上層應(yīng)用就都是“空中樓閣”。也因為沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，與管網(wǎng)中持續(xù)不斷的“水流”形成鮮明對比的是，水廠各個部門之間的“數(shù)據(jù)流”卻是彼此割裂的，很難順暢地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

施耐德電氣的數(shù)字化解決方案則讓這些問題迎刃而解。Modicon M580 PLC采用全以太網(wǎng)架構(gòu)，滿足未來水廠物聯(lián)網(wǎng)需求，確保水廠設(shè)備更加便捷的加入到控制網(wǎng)絡(luò)，確保采集數(shù)據(jù)的實時準(zhǔn)確，將工藝設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等現(xiàn)場數(shù)據(jù)自動采集并上傳至AVEVA系統(tǒng)平臺，以便于實時監(jiān)控水廠運(yùn)行狀態(tài)。AVEVA系統(tǒng)平臺能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況和能耗水平，并以曲線圖、柱狀圖或自定義報表的形式展現(xiàn)出來，使得運(yùn)維人員既可感知水廠和水網(wǎng)的瞬息萬變，又能決策于千里之外。

由于數(shù)據(jù)直接來自于現(xiàn)場設(shè)備，也就從源頭上保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無論水廠的哪個部門需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)，都可基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源隨時調(diào)取。

夏義杰對此表示：“AVEVA系統(tǒng)平臺幫助我們水廠將一二三期水廠的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了互聯(lián)互通，從控制室到現(xiàn)場設(shè)備的無縫鏈接，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)來源，能夠快速生成可視化報表，既保證了供水正常，也保障了水質(zhì)安全。與此同時，還大大降低了水廠值班和巡檢人員的工作強(qiáng)度，實現(xiàn)了少人值守和智能化管理?！?/p>

客戶效益

伴隨著各行各業(yè)的數(shù)字化浪潮，智慧水務(wù)的概念也被越來越多的提及，很多水務(wù)公司都在積極嘗試使用數(shù)字化手段賦能水廠運(yùn)營。雖然業(yè)內(nèi)對智慧水務(wù)的實現(xiàn)路徑和最終愿景還沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)知，但大家的最終目標(biāo)卻不謀而合——即讓水廠達(dá)到更穩(wěn)定、更高效的運(yùn)行狀態(tài)，并以更低的能耗為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的用水。

施耐德電氣能夠提供從生產(chǎn)控制、運(yùn)營調(diào)度到企業(yè)管理層應(yīng)用的智慧水務(wù)解決方案，基于EcoStruxure系統(tǒng)平臺，融合最先進(jìn)的軟件、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)、傳感器技術(shù)等，以低成本高效率地解決水務(wù)企業(yè)的難題，助力以重慶中法供水為代表的水務(wù)公司邁入智慧時代。

當(dāng)前，重慶中法供水已經(jīng)不再滿足于對數(shù)據(jù)本身的監(jiān)控，而是致力于對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，挖掘數(shù)據(jù)背后隱藏的價值，從而獲得能夠優(yōu)化整個水廠運(yùn)營的洞察。

舉例來說，將某個季度的供水量和工藝參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)庫中往年同期的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，就能察覺設(shè)備是否運(yùn)行在比較節(jié)能或者比較高效的狀態(tài)下，如果供水量不如往年同期，也能很快分析出問題所在；再比如將不同水泵機(jī)組的能效進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，分辨出哪些機(jī)組的能效較高，哪些機(jī)組的能效較低，并據(jù)此對各個機(jī)組在調(diào)度上進(jìn)行組合和優(yōu)化，就能降低整體能耗。

隨著智能化水平的進(jìn)一步提高，重慶中法供水未來還將實現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)，在問題發(fā)生之前就將隱患扼殺于搖籃之中，防患于未然。