文/ Hans-Jürgen Bittermann

行業(yè)觀察

水資源數(shù)字化建設(shè)的進(jìn)程

文/ Hans-Jürgen Bittermann

數(shù)字化技術(shù)對(duì)水資源經(jīng)濟(jì)效益和水利設(shè)備供應(yīng)商有哪些推進(jìn)作用？——PROCESS雜志回顧了這一領(lǐng)域，已經(jīng)有很多的技術(shù)創(chuàng)新公司走在行業(yè)前沿了！

保證智能化的水利基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行是水利設(shè)施經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化的關(guān)鍵。Inter 3D公司負(fù)責(zé)人Shahrooz Mohajeri博士強(qiáng)調(diào)說(shuō)：通過(guò)水利基礎(chǔ)設(shè)施的智能化進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，這是水資源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)人口結(jié)構(gòu)變化及氣候變化所面臨的最大挑戰(zhàn)。水利4.0這一概念清楚地說(shuō)明了要通過(guò)水資源管理系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水資源管理的革命之路。

水資源管理的一體化集成

毫無(wú)疑問(wèn), 水資源經(jīng)濟(jì)是德國(guó)工業(yè)4.0建設(shè)的重要一部分。其中，水利技術(shù)中的能源利用效率和可靠的給水供水和污水排放是重中之重，西門(mén)子過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)公司的首席執(zhí)行官Eckard Eberle先生說(shuō)道：“水利4.0通過(guò)水利設(shè)施全生命周期內(nèi)各個(gè)過(guò)程的一體化集成——從工程設(shè)計(jì)到設(shè)備運(yùn)行直至不斷的優(yōu)化改進(jìn)——幫助水利技術(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)美好的未來(lái)遠(yuǎn)景。”

德國(guó)水資源技術(shù)合作組織可通過(guò)大量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的水利項(xiàng)目證明：現(xiàn)代化的數(shù)字化過(guò)程控制對(duì)水利項(xiàng)目的重要性。Ribeka公司在斯圖加特21區(qū)中水處理隧道施工項(xiàng)目中采用了網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和早期報(bào)警系統(tǒng)。在丹麥海港城市Aarhus的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，DHI公司在3條污水水渠、75條混合水水渠和58條雨水排水渠中采用了集成式的監(jiān)控和報(bào)警實(shí)時(shí)系統(tǒng)。在保加利亞，Biogest公司與西門(mén)子公司合作建造了一座采用全自動(dòng)解決方案的污水凈化處理廠。借助于常規(guī)的能源管理平臺(tái)，可以明顯減少程序編制和參數(shù)賦值的工作量?！斑@樣，整個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，我們節(jié)約了20%的時(shí)間。”Biogest公司的自動(dòng)化技術(shù)負(fù)責(zé)人Rihard Gruhler博士說(shuō)道。

流程泵和壓縮機(jī)

數(shù)字化技術(shù)也為流程泵開(kāi)辟了新的領(lǐng)域；“我們的Wilo Care水利設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)為用戶(hù)提供了舒適的現(xiàn)代化設(shè)備管理解決方案，可靠地保證了流程泵等設(shè)備始終處于最佳工作狀態(tài)?！?Wilo公司的水利技術(shù)產(chǎn)品銷(xiāo)售經(jīng)理Marcus Neppl先生說(shuō)道。他們提供的技術(shù)服務(wù)包還包括了基礎(chǔ)變型、常規(guī)型和高級(jí)幾種類(lèi)型，根據(jù)用戶(hù)選用的技術(shù)服務(wù)包合同，保證用戶(hù)便捷地使用水利設(shè)備。

Grundfos公司也認(rèn)為，傳統(tǒng)的流程泵技術(shù)將不會(huì)是市場(chǎng)的主力軍，集合了傳感器技術(shù)和MRS檢測(cè)控制調(diào)節(jié)技術(shù)等的系統(tǒng)解決方案將會(huì)成為水利技術(shù)市場(chǎng)中的主流。因?yàn)閮H僅依靠設(shè)備硬件已越來(lái)越難以掌控水資源的產(chǎn)品生產(chǎn)了。越來(lái)越多的創(chuàng)新技術(shù)要求利用專(zhuān)業(yè)軟件編寫(xiě)設(shè)備控制程序，掌控水利設(shè)備和控制水利設(shè)備之間的接口。Grundfos公司為企業(yè)提供帶有GRM（遠(yuǎn)程遙控和遠(yuǎn)程監(jiān)控）技術(shù)的新型解決方案。

污水凈化處理廠平均70%以上的成本費(fèi)用來(lái)源于曝氣池設(shè)備。由Aerzener公司開(kāi)發(fā)的結(jié)合吹氣、增壓和混合曝氣技術(shù)的曝氣池供氣技術(shù)方案能提供迄今為止最優(yōu)的生產(chǎn)效率。該公司最新開(kāi)發(fā)的曝氣池綜合控制方案Aersmart能夠把曝氣時(shí)的能源利用效率再提高15%，原因在于智能化曝氣控制方案可按照要求的負(fù)載曲線(xiàn)提供曝氣時(shí)的氧供應(yīng)量，使其幾乎能達(dá)到了最佳的供氧水平。另外，曝氣設(shè)備的工作數(shù)據(jù)，例如壓力、流量、溫度、能源消耗和與此有關(guān)的負(fù)載變動(dòng)過(guò)程以及各個(gè)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)也一并記錄下來(lái)，以傳送給污水凈化處理系統(tǒng)總控制系統(tǒng)作進(jìn)一步的處理。

Kaeser公司研發(fā)設(shè)計(jì)的壓縮空氣管理系統(tǒng)Sigma Air Manager 4.0不僅能對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行管理，最佳地協(xié)調(diào)各臺(tái)空壓機(jī)的工作，還能通過(guò)它的3D高級(jí)調(diào)節(jié)技術(shù)保證了隨時(shí)提供最優(yōu)的工作性能和最高的空壓機(jī)站節(jié)能效果。Kaeser公司始終以貫徹落實(shí)工業(yè)4.0作為其技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，旨在實(shí)現(xiàn)高效的能源管理，以及在技術(shù)服務(wù)中實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)措施。

結(jié)語(yǔ)

今天，自動(dòng)化和數(shù)字化已經(jīng)成為水利改革進(jìn)程中的重要推動(dòng)力。智能化的數(shù)據(jù)連接使得工業(yè)、能源以及市政領(lǐng)域中的水資源管理成為可能，符合需要的過(guò)程控制可高效地完成高效供水和污水凈化處理，促進(jìn)水利經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。但同時(shí)我們也要注意到，越來(lái)越廣泛的網(wǎng)絡(luò)連接也提高了黑客入侵的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然，技術(shù)創(chuàng)新會(huì)解決這些問(wèn)題，未來(lái)將向更好、更光明的方向發(fā)展。

“水利4.0通過(guò)各個(gè)單一過(guò)程在整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)的一體化集成，為水利技術(shù)企業(yè)提供了美好的未來(lái)前景?！薄狤ckard Eberle先生，西門(mén)子公司

市政基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的數(shù)字化

從2016年4月 開(kāi) 始 到2019年3月結(jié)束的水利4.0計(jì)劃項(xiàng)目規(guī)劃了市政基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的數(shù)字化建設(shè)。項(xiàng)目實(shí)施的目標(biāo)是：利用網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，為水利基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)創(chuàng)新性的應(yīng)用工具和經(jīng)營(yíng)模式，討論工業(yè)4.0在市政領(lǐng)域中的應(yīng)用可能性。HAST系統(tǒng)技術(shù)、Pegasys公司、南德水利公司、ifak水利技術(shù)合作社、科隆GECOC技術(shù)學(xué)院以及IEEM等組織和機(jī)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)上為用戶(hù)提供了眾多的應(yīng)用方案，所有的項(xiàng)目參與者都強(qiáng)調(diào)了嚴(yán)格以實(shí)踐為主導(dǎo)的項(xiàng)目特性。

本文作者系PROCESS德文版特約撰稿人。