水资源数字化建设的进程


作者:Hans-Jürgen Bittermann 日期:2017/05/16 来源:PROCESS《流程工业》

能源和水资源管理中的数字化技术,能在项目建设及后续设备维护过程中移动使用

数字化技术对水资源经济效益和水利设备供应商有哪些推进作用?——PROCESS杂志回顾了这一领域,已经有很多的技术创新公司走在行业前沿了!

保证智能化的水利基础设施运行是水利设施经济性优化的关键。Inter 3D公司负责人Shahrooz Mohajeri博士强调说:通过水利基础设施的智能化进入数字化时代,这是水资源经济领域应对人口结构变化及气候变化所面临的最大挑战。水利4.0这一概念清楚地说明了要通过水资源管理系统的联网实现水资源管理的革命之路。

水资源管理的一体化集成

毫无疑问, 水资源经济是德国工业4.0建设的重要一部分。其中,水利技术中的能源利用效率和可靠的给水供水和污水排放是重中之重,西门子过程自动化技术公司的首席执行官Eckard Eberle先生说道:“水利4.0通过水利设施全生命周期内各个过程的一体化集成——从工程设计到设备运行直至不断的优化改进——帮助水利技术企业实现美好的未来远景。”

德国水资源技术合作组织可通过大量已经实现了的水利项目证明:现代化的数字化过程控制对水利项目的重要性。Ribeka公司在斯图加特21区中水处理隧道施工项目中采用了网络化的实时监控系统、信息系统和早期报警系统。在丹麦海港城市Aarhus的水利基础设施建设中,DHI公司在3条污水水渠、75条混合水水渠和58条雨水排水渠中采用了集成式的监控和报警实时系统。在保加利亚,Biogest公司与西门子公司合作建造了一座采用全自动解决方案的污水净化处理厂。借助于常规的能源管理平台,可以明显减少程序编制和参数赋值的工作量。“这样,整个工程项目设计中,我们节约了20%的时间。”Biogest公司的自动化技术负责人Rihard Gruhler博士说道。

流程泵和压缩机

数字化技术也为流程泵开辟了新的领域;“我们的Wilo Care水利设施监控系统为用户提供了舒适的现代化设备管理解决方案,可靠地保证了流程泵等设备始终处于最佳工作状态。” Wilo公司的水利技术产品销售经理Marcus Neppl先生说道。他们提供的技术服务包还包括了基础变型、常规型和高级几种类型,根据用户选用的技术服务包合同,保证用户便捷地使用水利设备。

Grundfos公司也认为,传统的流程泵技术将不会是市场的主力军,集合了传感器技术和MRS检测控制调节技术等的系统解决方案将会成为水利技术市场中的主流。因为仅仅依靠设备硬件已越来越难以掌控水资源的产品生产了。越来越多的创新技术要求利用专业软件编写设备控制程序,掌控水利设备和控制水利设备之间的接口。Grundfos公司为企业提供带有GRM(远程遥控和远程监控)技术的新型解决方案。

污水净化处理厂平均70%以上的成本费用来源于曝气池设备。由Aerzener公司开发的结合吹气、增压和混合曝气技术的曝气池供气技术方案能提供迄今为止最优的生产效率。该公司最新开发的曝气池综合控制方案Aersmart能够把曝气时的能源利用效率再提高15%,原因在于智能化曝气控制方案可按照要求的负载曲线提供曝气时的氧供应量,使其几乎能达到了最佳的供氧水平。另外,曝气设备的工作数据,例如压力、流量、温度、能源消耗和与此有关的负载变动过程以及各个机械设备的维护保养数据也一并记录下来,以传送给污水净化处理系统总控制系统作进一步的处理。

Kaeser公司研发设计的压缩空气管理系统Sigma Air Manager 4.0不仅能对压缩空气系统中的各个设备进行管理,最佳地协调各台空压机的工作,还能通过它的3D高级调节技术保证了随时提供最优的工作性能和最高的空压机站节能效果。Kaeser公司始终以贯彻落实工业4.0作为其技术创新的基础,旨在实现高效的能源管理,以及在技术服务中实现预防性维护保养措施。

结语

今天,自动化和数字化已经成为水利改革进程中的重要推动力。智能化的数据连接使得工业、能源以及市政领域中的水资源管理成为可能,符合需要的过程控制可高效地完成高效供水和污水净化处理,促进水利经济的可持续发展。但同时我们也要注意到,越来越广泛的网络连接也提高了黑客入侵的风险,当然,技术创新会解决这些问题,未来将向更好、更光明的方向发展。


市政基础设施系统的数字化

从2016年4月开始到2019年3月结束的水利4.0计划项目规划了市政基础设施系统的数字化建设。项目实施的目标是:利用网络化的数据服务平台,为水利基础设施开发创新性的应用工具和经营模式,讨论工业4.0在市政领域中的应用可能性。HAST系统技术、Pegasys公司、南德水利公司、ifak水利技术合作社、科隆GECOC技术学院以及IEEM等组织和机构,在网络数据技术服务平台上为用户提供了众多的应用方案,所有的项目参与者都强调了严格以实践为主导的项目特性。