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现代化改造:采用开放自动化赋能智慧水务技术的三大益处
2022-04-23    来源:    发布者:
中国北京,2022421——总部位于美国的博莱克·威奇(Black & Veatch)国际公司近来针对水务、废水和雨水处理行业人员开展的一项调研发现,近80%的水务公司利益相关者认为,基础设施老化是水务行业目前面临的最大挑战。该行业同时还面临着运营成本高、能源消耗量大、水资源流失严重、员工队伍老龄化和员工数量减少等问题。此外,受到资金缺乏的影响,各水务企业及机构长期以来无法对核心泵送和管道网络以及用于网络控制的供水和废水自动化解决方案进行现代化改造,行业的发展始终举步维艰。

可喜的是,如今借助工业4.0相关的最新数字化技术,相关企业有望在合理的成本下,实现基础设施的现代化改造。基于最新的开放自动化概念,厂商可以通过软件定义、以资产为中心、与设备供应商无关的架构来构建工业自动化平台。
基于在水务和废水处理业务中引入的创新解决方案,用户不仅将实现系统的现代化改造,还将获得以下三大益处:
1.      降低实施成本
通过与更具创新性的应用程序实现互联,企业能够以更具经济效益的方式解决高昂的管理成本问题,包括泄漏管理、能耗管控和资产管理等。EcoStruxureTM开放自动化平台(EcoStruxure Automation Expert)将赋能用户为自动化系统创建完整的数字生命周期,这也意味着在较低风险情况下,企业更快地应对各项挑战。
2.      赋能未来员工团队
近几十年来,水务和污水处理工作人员始终致力于保持行业的正常运作。然而随着工作人员的退休,相关专业知识也随之流失。新一代水务工作人员认为当前的专有自动化系统已经过时,并且有可能影响运营效率。而EcoStruxure开放自动化平台的全新系统提供了简单易用的IT解决方案,对习惯于应用程序可移植概念的年轻员工来说非常直观(如同用户在任意品牌的手机上使用同一应用程序),可以有效节省培训时间和费用,并降低未来可能出现的错误操作风险。
3.      提高运营的可持续性
在水务和废水处理业务中,可持续性不仅仅意味着降低能源消耗和二氧化碳排放量(均为重要的考虑因素,鉴于水务行业约占全球电能消耗量的4%)。其他的浪费来源(如漏水)也是影响可持续性的一个重大问题。据世界银行估计,在抽水和管道输送作业过程中,水资源的平均流失量达到25%-35%。EcoStruxure开放自动化平台采用整体自动化的数字化解决方案,可以记录和跟踪更多运营数据,并将数据分享给所需部门,以便制定更好的决策,从而大幅减少用水量、能源消耗和化学废物处理中的浪费问题。
自动化互操作性消除了技术限制
作为开放自动化解决方案,EcoStruxure开放自动化平台以软件为中心,而不是以控制器/设备为中心,从而实现了硬件和软件的解耦。换言之,软件不再与硬件捆绑在一起。终端用户可以自由设计或调整系统,以更加灵活的方式,对不断变化的供应侧和需求侧业务条件作出响应。与传统的硬件自动化系统相比,EcoStruxure开放自动化平台支持的软件应用互操作性更简单、更省时。
EcoStruxure开放自动化平台旨在处理实时控制和适时服务(IT/OT融合),借助本地IT/OT的融合,无需构建和购买IT/OT网关。这种方法可以优化工程师、工厂操作员、系统集成商、机器制造商等相关人员的使用体验。
软件定义的解决方案为用户提供了更大的灵活性和更丰富的选择。用户可以从市面上最具创新性的软件中选择最佳解决方案,以解决老化管网的漏水问题,并提高抽水作业效率。通过对处理厂以及水收集与分配系统的统一控制,提升了整体过程的循环性,最大限度地减少淡水用量,实现了废水再利用。
以资产为中心的自动化有助于节省时间和精力
EcoStruxure开放自动化平台提供了以资产为中心的自动化系统,涵盖从设计到运行和维护阶段的全生命周期。设计阶段采用的虚拟离线模拟方式,将在最终部署前对各种假设场景进行测试,实现新资产的优化。一旦某项资产(如一台新水泵)被定义为数字资产后,即可在最终用户界面上进行拖放部署,电气、机械和控制数据等在内的设计信息都可以成为该资产的一部分。而在运行过程中,需要访问信息的操作员或技术人员都将被赋能性能优化或问题排查的措施。此外,相关信息在资产的整个生命周期中,均可实现自动更新。
该平台的部署极大地简化了工程师、控制室操作员和维修人员的工作,也便于了解与特定资产(如水泵)相关的最新情况。例如,维修技术人员可以访问制造数据、电气数据,或是在线访问操作手册。得益于此,平均维修时间(MTTR)将大幅缩短;技术人员也无需前往多个地点以获取维护操作所需的数据,将通过随时访问最新信息,增加总体正常运行时间和提高可靠性。
高质量发展而非颠覆
EcoStruxure开放自动化平台解决方案的部署并不需要企业“孤注一掷”。大多数供水和污水处理公司都可以从小规模部署开始,例如,从一个泵站开始。EcoStruxure开放自动化平台采用独特的“封装及复用”(wrap and replace)方法,能够将现有的传统设计纳入到新的控制系统中。这种方法可以保障过往投资成果,不影响工作人员熟悉的“外观和感觉”,有助于最大限度地利用现有资产,并减少人员培训需求。
新系统和旧系统可以共同运行,以成本更低、影响更小的方式,循序渐进地收集和共享性能参数,从而实现系统的现代化改造。另一方面,在水循环的整体过程中,支持互操作性和具有成本效益的新应用程序所带来的好处(以及由此产生的经济效益)将日益凸显。
欲了解更多有关EcoStruxure开放自动化平台等产品如何彻底改变自动化操作方式的信息,请下载我们题为《开放自动化:呼唤变革》(Universal Automation: A Call for Change)的白皮书。

作者:Fabrice Jadot,施耐德电气工业自动化业务首席技术官(Chief Technology Officer)
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