施耐德电气EcoStruxure架构

“电梯上到3层,出门是马路;上到4层,出门还是马路;上到楼顶,却是个停车场……”你以为是谁在讲什么离奇的故事?其实这样的场景只不过是重庆居民的日常。 

除了满城飘散的火锅香味,终年难散的氤氲雾气,山城重庆还因为迷宫般的建筑和道路被称为“3D魔幻都市”。复杂多变的地势不但让导航软件纷纷“失灵”,也为当地供水网络的建设带来严峻挑战;同时,随着重庆经济的快速增长,这座有着三千万人口的工业重镇正在引领长江经济带的绿色发展,城市用水需求也日渐增多。 

在此背景下,如何保质、保量、保压地为当地居民提供可持续地用水就成了重庆中法供水有限公司(重庆中法供水)的第一要务。 

重庆中法供水,是由重庆市水务集团股份有限公司和法国苏伊士环境集团旗下中法水务投资有限公司共同投资成立的中外合作供水企业。公司主要负责重庆市江北区、渝北区的生活供水,管辖梁沱水厂、江北水厂、茶园水厂、两路水厂、悦来水厂等5个水厂以及13个取水泵站,供水人口由成立时的几十万增加到目前的约120万。为了进一步提升水厂运行效率、降低能耗,重庆中法供水需要用智慧化运营和管理手段实现水厂的数字化运维。 

苏伊士环境水务运营副总工程师胡炜对此表示,“法国苏伊士环境集团一直在全球水务行业引领创新,基于集团与施耐德电气在中国和全球市场20多年的紧密合作,施耐德电气为重庆中法供水提供了覆盖了EcoStruxure架构的全面的自动化及中低压配电解决方案、技术支持与服务,其中包含中低压配电柜、变频器、触摸屏、Modicon M580和M340 PLC及AVEVA系统平台,助力重庆中法供水从容应对由于特殊的地势、用水需求的激增以及人工运维带来的多重挑战。” 

精准控制+稳定配电为安全供水提供保障

对重庆中法供水的自动化工程师夏义杰而言,每年最紧张的时期就是夏季的用水高峰期。因为公司负责的重庆市江北区、渝北区近年来发展飞速,居民对自来水的需求日益增多,因此水厂的供水压力非常大。夏义杰感慨地表示:“为了满足供水缺口,我们的水厂每年都在不停地扩建,新项目基本上刚建好就满负荷运转了,每年高峰期我们都生怕会缺水。” 

如果将水厂类比成工厂,那么自来水就是工厂里生产的产品,供水量代表着产能,水质的好坏代表着产品的质量。产能可以通过扩建的方式去提升,质量则必需依靠水厂里各个系统的稳定运行来保证。 

一方面,水厂水源原水质量具有不确定性,同时,自来水生产过程中絮凝沉淀步骤里的加矾、加氯环节也逐渐从过去的人工加药转变为现在的自动化控制。自动化系统是否稳定可靠,直接影响出厂水质和居民的饮水健康安全。因此,自动化设备的稳定性和控制系统的精确性对水厂来说至关重要。 

“施耐德电气Modicon M580和M340 PLC在水务行业久经考验,具有高度的稳定性和极低的故障率,控制精准,为工程安全及水处理过程的稳定运行提供了保障,这是我们选择施耐德电气作为合作伙伴的重要原因之一。”胡炜对施耐德电气的自动化系统给予了高度的评价。

另一方面,因为水厂的日常运转离不开电力的持续供给,所以稳定可靠的配电系统也不可或缺。施耐德电气的中低压配电产品在建筑、数据中心、工业、能源、基础设施等各个领域得到广泛应用,其Blokset系列智能低压配电柜能够实现安全可靠、智能运维和高效部署,PIX系列可抽出式空气绝缘开关设备具有节约空间、连续运行等优势……受到客户高度认可。这些中低压配电产品为水厂的运行注入了源源不断的动力。 

在施耐德电气自动化与配电系统“保镖”的守护之下,重庆中法供水管辖的各个水厂多年来运作正常,为北部地区广大市民提供了优质的饮用水以及逐步完善的客户服务。如今,每当有朋友询问“你们水厂的出水质量如何”时,重庆中法供水的自动化工程师夏义杰都会自豪的回答,“我们水厂出厂的自来水优于国家标准。” 

让“数据流”如“水流”一般流畅交互

人可以三天不吃饭,但却不可以三天不喝水。这意味着无论是居民还是工厂,对用水的需求都是源源不断的,所以水厂不但要保证安全的供水,更要确保“持续”的安全供水,因此精细化的日常运维和管理就显得尤为重要。 

然而,对过去的重庆中法供水来说,日常运维中的数据获取并不是一项轻松的任务。因为山城重庆的特殊地势,各个地方的层高不同,为保证所有地区的水压都满足需求,需要进行分级加压,所以水厂的分站特别多,需要管理的加压站和泵站也特别多。如果单靠人工进行日常巡检,工作量很大,十分辛苦。 

另外,人工获取运维数据的准确性和及时性也有待提高。以前,重庆中法供水的运维人员需要到各个泵站去将工艺、能耗等数据手抄回来,然后再整理成报表。人工抄写不但容易出现错漏,而且报表的更新速度也很慢,往往以“天”或“周”为周期。 

如果将智慧水务比作一座金字塔,那么来自于现场设备的工艺、控制数据就是金字塔的根基。倘若没有准确的数据基础,所有基于数据的上层应用就都是“空中楼阁”。也因为没有统一的数据源,与管网中持续不断的“水流”形成鲜明对比的是,水厂各个部门之间的“数据流”却是彼此割裂的,很难顺畅地进行数据交互。 

施耐德电气的数字化解决方案则让这些问题迎刃而解。Modicon M580 PLC采用全以太网架构,满足未来水厂物联网需求,确保水厂设备更加便捷的加入到控制网络,确保采集数据的实时准确,将工艺设备的运行参数和设备运行状态等现场数据自动采集并上传至AVEVA系统平台,以便于实时监控水厂运行状态。AVEVA系统平台能够实时监测设备的运行状况和能耗水平,并以曲线图、柱状图或自定义报表的形式展现出来,同时对接水厂管理的其它业务系统,使得运维人员既可感知水厂和水网的瞬息万变,又能决策于千里之外。 

由于数据直接来自于现场设备,也就从源头上保证了数据的准确性。无论水厂的哪个部门需要相应的数据,都可基于统一的数据源随时调取。 

夏义杰对此表示:“AVEVA系统平台帮助我们水厂将一二三期水厂的数据实现了互联互通,从控制室到现场设备的无缝链接,统一了数据来源,能够快速生成可视化报表,既保证了供水正常,也保障了水质安全。与此同时,还大大降低了水厂值班和巡检人员的工作强度,实现了少人值守和智能化管理。”

数字运维助力智慧水务新未来

伴随着各行各业的数字化浪潮,智慧水务的概念也被越来越多的提及,很多水务公司都在积极尝试使用数字化手段赋能水厂运营。虽然业内对智慧水务的实现路径和最终愿景还没有形成统一的认知,但大家的最终目标却不谋而合——即让水厂达到更稳定、更高效的运行状态,并以更低的能耗为用户提供更优质的用水。 

施耐德电气能够提供从生产控制、运营调度到企业管理层应用的智慧水务解决方案,基于EcoStruxure架构,融合最先进的软件、网络通信技术和自动化控制系统、传感器技术等,以低成本高效率地解决水务企业的难题,助力以重庆中法供水为代表的水务公司迈入智慧时代。 

当前,重庆中法供水已经不再满足于对数据本身的监控,而是致力于对数据进行汇总分析,挖掘数据背后隐藏的价值,从而获得能够优化整个水厂运营的洞察。 

举例来说,将某个季度的供水量和工艺参数与历史数据库中往年同期的数据进行对比,就能察觉设备是否运行在比较节能或者比较高效的状态下,如果供水量不如往年同期,也能很快分析出问题所在;再比如将不同水泵机组的能效进行横向对比,分辨出哪些机组的能效较高,哪些机组的能效较低,并据此对各个机组在调度上进行组合和优化,就能降低整体能耗。 

随着智能化水平的进一步提高,重庆中法供水未来还将实现设备的预测性维护,在问题发生之前就将隐患扼杀于摇篮之中,防患于未然。 

结语

漫步在重庆的街道上,你能看到面前迷宫般的建筑和道路,但你看不到它背后复杂的水路。如今,无论是住在山顶还是山脚的居民,只需轻轻拧开水龙头,就能便捷地获取优质、安全的饮用水。源源流淌的自来水之中,凝聚了无数水务人的汗水和心血,还有满满的数字化智慧。 

未来,苏伊士环境集团及重庆中法供水有限公司将继续携手施耐德电气,打造更加绿色、智能的整体解决方案,推动智慧水务发展,守护山城人民身边的每一滴水,赋能可持续的城市未来! 

关于施耐德电气
在施耐德电气,我们相信,获取能源并利用数字技术是人们的基本权力,我们赋能所有人对能源和资源的最大化利用,并确保每一个人,在任何时间,任何地点都能尽享LifeIsOn。 
我们提供能源与自动化数字解决方案,以实现高效和可持续。我们将世界领先的能源技术、自动化技术、软件及服务融合于整体解决方案之中,服务于家居、楼宇、数据中心、基础设施和工业市场。 
我们致力于打造有意义、包容和赋能的企业价值观,并承诺让这个开放的,全球化的,创新的生态圈释放无限可能。

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