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智慧水务的“数字内核”,实现调度与运营双优化
2021-06-29 15:06  未知    我要评论

水资源是万物生长的源泉,也是地球上最重要的资源之一。从工、农业生产,到城市发展、百姓生活,虽然水资源的使用形式千差万别,但无疑都占据着核心地位。如同人体的供血系统一般,城市水务系统中的供水系统,更是维系居民正常生活、企业正常运转的关键所在。

由于我国水资源分布不均衡,仍有很多城市的生活用水常年处于紧张状态。21世纪以来,我国的城市供水事业发展迅速,城市供水综合生产能力在2018年达到3.12亿吨/日的规模,较2007年的2.57亿吨/日,年均增长率为1.96%。2019年,我国供水总量约632.9亿吨,其中生活用供水总量就占了343.6亿吨。

不难发现,随着城市的发展以及人们生活水平的提高,人们对于水的需求也在逐步增加,给原本紧张的供水系统带来了更多挑战,如何确保稳定、高效的供水成为亟待解决的问题。2020年是我国“十三五”规划的收官之年,立足今日,展望未来,一个城市的供水能力想要再上一个台阶,除了保障工程建设的高质量,积极开辟水务企业发展的新路径,还需要借助一件更有力的武器——数字化技术。

近年来,数字化转型的浪潮已席卷全球,给各行各业布局成功的企业带来了可观的红利。而数字化技术的关键功能之一,就是让企业的数据采集、处理和可视化等环节更加人性、便捷,以达到数据价值最大化和透明化,最终实现高效的生产运营。

对于从事供水业务的企业来说,数字化“魔法”还能够帮助企业实现由调度中心向控制中心的华丽转变,并实现管网压力、水资源合理调度等各个层面的全方位协同。现如今,我国智慧工厂的建设如火如荼,卓越的数字化技术也已经在城市的供水系统里“静静流淌”了。

 

美丽“春城”的供水痛点

“东连黔桂通沿海,北经川渝进中原”,昆明市位于云贵高原中部,地处长江、珠江、红河三大流域分水岭地带,素有“春城”的美誉。但受地理、气候等多种因素影响,昆明市水资源较为匮乏,多年平均水资源总量62.02亿立方米,人均水资源量仅914立方米,滇池流域人均水资源量不足200立方米,仅为全国人均水资源量的10%。水资源的短缺和饮用水安全问题已成为制约昆明市发展的主要“瓶颈”。

昆明自来水供水已有上百年历史,从20世纪城市管网建成以来,供水规模随城市发展也在逐年扩大。2006年,昆明通用水务自来水有限公司(简称“昆明通用水务”)正式成立,承担着昆明主城区供水服务运营、管理及发展任务。现在,昆明通用水务设有10座自来水厂,总供水能力达158万立方米/日,全长2115公里的配水管网,以及超配水管网全长3844公里,为超过380万人提供饮用水。

水务企业的责任重大、任务艰巨,在保障安全供水的同时,如何实现生产运营效率的优化是其所面临的永恒考题。多年来,为响应国家对节能降耗、高质量发展的号召,昆明通用水务始终希望通过安全高效供水服务,保障市民用水,并通过有效降低漏损率和能源浪费,合理利用水资源。

“面对更为复杂的水网网络,对于我们昆明通用水务来说,管理水平和技术要求也在不断提高,生产调度系统需要进行一定程度的更新,通过引入更高等级的数字化智慧以减少‘跑、冒、滴、漏’等水资源浪费现象的出现,信息化技术的飞速发展带来了转型升级的机会。”昆明通用水务供水调度中心的黄禹澄表示。基于智能化手段,昆明水务希望进一步提升企业运维水平,释放更多数据的潜在价值,这与智慧水务的专家——施耐德电气的价值主张不谋而合。

 

打造智慧水务的数字内核

依托通用水务集团的先进经验,昆明水务对智慧水务的理念,有着天生的强大理解力与接受能力。随着公司对生产调度管理需求的增加,其在精益管理、集中管控、数据透明等方面的提升已成为刚需。

昆明通用水务与施耐德电气的合作渊源可以追溯到2008年,双方建立着深厚的信任和友谊。黄禹澄介绍:“昆明通用水务原有供水调度管理系统由施耐德电气2009年建设,采用了当时最先进的Citect和Ampla软件,上线10年来,对于提高供水调度水平和效率可谓立下了汗马功劳。随着供水信息化技术的不断发展,我们也向施耐德电气提出了继续提升和改进的需求。”

“我们期望新的生产调度系统处理要满足现有系统的数据接入外,还要兼容考虑新建系统的集成,同时该系统还将建设成为整个昆明通用水务的生产管理信息化平台,集成所有水源、水厂、管网、二次供水的生产调度、能源、水质等数据以及设备运行状态和运维数据,同时为管理提供更及时、准确、完整的数据,给通用水务的运营提供有力的技术支撑。”黄禹澄表示。

2018年11月,双方再度签订合作协议,施耐德电气凭借在水处理行业多年积累的经验,为昆明通用水务提供从生产控制到运营调度的业界先进数字化水务解决方案。基于先进的EcoStruxure架构与平台,施耐德电气为昆明水务提供了智能中低压配电解决方案,以及可靠的自动化解决方案。该方案打包了从核心元件到系统、从智慧综合运管平台到现场控制器、中/低压配电到关键电源,包含水厂需求的Blokset低压柜、PIX高压柜、ATV1200高压变频器,以及泵站的ModiconM340(PLC),为昆明通用水务提供了数字化升级的新思路。

“施耐德电气为我们打造的‘数字内核’,为水厂与管网的实时控制、可靠运行、高效运维保驾护航,让我们从生产控制到供水调度全程安心,也让昆明市民用水放心。”黄禹澄表示。

 

水资源调度与水厂运营效率双优化

针对昆明水务的智能化转型需求,施耐德电气对其现有的AVEVA Wonderware软件平台进行了升级扩容,并将历史的水源、水厂、泵站、管网等压力、流量、水质等数据迁移到新的报表系统中。施耐德电气还负责了包括各种业务报表、定制报表、调度指令执行与反馈的新报表系统的建设。2019年6月,新的Wonderware平台报表系统试运行顺利,并一直运维至今。

昆明通用水务供水信息管理系统

 

“现在,我们在公司供水调度中心控制室就可以获得水源、水厂、泵站、智网、水质等核心数据,通过合理的分析和评估,指定有效的供水方案,可以实现管理与展示、生产组织、供水调度、能效优化的有效协同,让生产调度更透明、更灵活、更数字化。”黄禹澄表示。

大屏显示的现场效果

 

全新的数字化生产调度平台依托AVEVA系统平台与能效管控+融合搭建而成,从整体呈现效果上来看,施耐德电气基于EcoStruxure三层架构的解决方案,在应用、服务和分析层面,打造了昆明通用水务自有的生产管理信息化平台;边缘控制层面,SCADA工艺监控和Modicon PLC帮助用户实现从生产控制到能源使用全方位的监视、分析和高效运维;互联互通产品层面,施耐德电气的中低压变频器、中低压元器件及设备、UPS等在高度保障供电可靠性的同时,帮助用户实现高效的数据收集和运行状态的监测。

“在本次技术改造过程中,团队最大的感受是水务传统管理模式得到了升级,数字化平台软件技术融入到调度的全流程中。”黄禹澄表示。运用精益管理的思想与集中管控的集成技术,施耐德电气助力昆明通用实现合理的自动化控制、智能的运营调度和统一的信息集成,为水厂与管网的实时控制、可靠运行、高效运维保驾护航,并同步帮助昆明通用水务从单一的水务调度管理思维,成功向水务全盘控制管理方向转变。

 

绿色智慧:未来水务蓝图

毋庸置疑,安全与高效永远是生产之本。伴随着经济社会的飞速发展,绿色与智慧生产概念也逐渐来到舞台的中央。

在此次成功合作中,作为智慧水务的专家,施耐德电气组建了包括系统架构师、自动化工程师、实施顾问、软件工程师、系统运维工程师等在内的豪华专家团队,旨在为客户提供量身定制的解决方案,帮助客户在安全高效的基础上,增添智慧与绿色的羽翼。

昆明通用水务也凭借新的数字配水平台,与AVEVA Wonderware Platform、EMS+集成在一起,将海量数据在企业供水和分配控制中心的系统中收集和显示,在确保供水过程的安全、可靠和高效的同时,也让整个供水和分配的过程变得简单可视和数字化,大大提高了企业的精细化管理水平。

城市的供水事业,事关到千家万户的生计与幸福。未来,施耐德电气还计划为昆明水务的运营及调度实现更有效、完整的数据分析与挖掘,并通过施耐德能效管控+的应用,实现能源使用可视化和集团级能效管理等。黄禹澄也表示:“我们将继续与施耐德电气合作,以便充分利用水这一宝贵的自然资源,实现绿色和可持续的运营。”

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责任编辑:bianji