善用工业物联网技术 推进水务与供热行业智慧转型

导读：当前，工业物联网已经成为了各行各业实现转型升级的新利器。在实际应用中，它不仅能够为制造业解决效率和能效问题，也能为一些关系到国计民生的基础设施产业带来智能化的变革。

例如，在国内广泛推动“智慧城市”建设的今天，水务和供热行业板块的智慧化升级也随之成为了必然的趋势，如何利用工业物联网技术为这些行业实现转型呢？

不难看到，当前众多城市的水务和供热企业都处于求智、求变的阶段，这一需求的背后有着非常强劲的驱动力。一方面，我国城镇化的趋势使得城市水务、供热等公共服务的需求规模不断扩大，居民对这些公共服务品质的要求也在提升，无论是传统的软硬件基础设施还是管理运营模式，在服务社会、保障需求的职能上都已面临巨大的挑战。

另一方面的挑战，则直接来源于水务、供热企业的经济效益。在传统模式下，一系列管理因素和技术上的局限，使低效、滞后、浪费等现象在能源、资产及人力等各个环节随处可见，严重影响了企业的盈利能力等“硬指标”。只有进行智慧化的转型，才能使更多的水务、供热企业摆脱瓶颈。

“不通则痛”形成水务供热粗放运营顽疾

那么，具体到水务和供热企业的行业实践，它们在运营和技术等层面分别有哪些现实的痛点呢？

在水务行业，企业运营覆盖从水源地、取水泵站、水厂、管网、最终用户、污水管网、泵站到污水厂等各个环节。在这样的一个全生命周期当中，水务公司面临着很多的挑战。对于企业而言，设备的老化、管理模式的粗放，使得企业在很多情况下只能依靠人工经验来运营，缺乏很标准的规则和规范。此外，受到自动化、信息化水平的局限，综合导致整个企业的投资回报率停留在比较低的水平。而由于缺乏操作、运营经验的衔接和传承，当有经验的工作人员离职或退休之后，新员工难以迅速掌握技能，马上解决遇到的问题。

而对于供热行业，也有相仿的挑战。例如管理模式粗放老旧，生产经营的多系统切换、操作繁琐，水力和热力的平衡失调，多热源联网复杂等。另一个问题就是对于人工的过度依赖，由于对热网的滞后性没有统一有效的策略，负荷预测全靠人工；换热站依靠人工值守，操作基本依靠人工，基本数据还要靠人工搜集，根本难以做到高效的反应、决策和优化。

其实，贯穿这些企业的最根本也是共性的“顽疾”，总结起来就是“不通则痛”。即由于数据、系统之间缺乏通透，使得控制、管理、运营等从下到上的各个环节难以进行实时、精准的优化决策，最终只能大量依靠人工的粗放管理和调节，“智慧”也就无从谈起了。

创新物联网架构成为行业智慧“利器”

在这方面，当前基于物联网技术的架构和工具，正在越来越多地成为改善现状的利器。例如，施耐德电气基于物联网的全新EcoStruxureTM架构，就可以成为帮助企业打通数据和系统、实现IT和OT融合的利器。

EcoStruxure Plant拥有互联互通的产品、边缘控制、应用/分析和服务三层架构，形成开放、互联互通、互操作性的生态体系，其本质则是将数据转化为智能和决策。剖析EcoStruxure 的三层架构，底层互联互通的设备主要包括各类仪表、传感器、变频器等智能元器件产品；边缘控制层则包括DCS分散控制、PLC过程控制、SIS安全控制等；最上层主要是应用和分析的软件和工具，包括对能源的管理、整个生产的运行调度、辅助分析等，比如管网的优化、遥测、运行控制和管理系统，以及对资产管理和设备运行状态的分析，这都是企业的分析决策层能够用到的一些软件和解决方案。

依托这套架构，企业可以实现智能设备的技术连接，并进行实时、广泛的数据收集，将关键数据从传感器传输到云端。之后，则是将数据通过分析转化为有价值、有意义的分析结果，最终主导决策。依托这一过程，使得设备、人员、管理、运营中每一个变化都得到及时传达和反馈，形成闭环。

打通闭环，实现智慧水务及供热应用落地

那么，基于EcoStruxure这套物联网技术架构的解决方案平台，具体是如何在水务和供热行业应用的呢？

EcoStruxure在智慧水务中的应用，首先体现在水务智能调度和优化控制。从水的生产，再到水的供应，再到用户端完全都在调度管理的范围之内，需要结合生产、能源消耗、水的漏损、水质、水力模型的预测等一系列的举措，对整个水的生命周期进行优化调度。

同时，这一架构实质上还成为了整个预防性运维系统的基础平台，生产数据可以通过CM（Condition Manager）组件将实时数据传到资产管理中心，通过设备模型来判断设备状况，实现前瞻性的维护。

在水务行业还有一个典型的问题就是供水漏损管理。在这方面，结合施耐德电气的GIS系统和在线水力模型，可以有效保证整个系统建设的真实性。依托于对营业收费、客户服务、远程数据水表、SCADA实时数据以及管网巡检系统等子系统的有机结合，能够帮助企业更好地去做漏损管理，形成漏损的大数据管理系统。

而在供热行业，EcoStruxure同样可以通过各层架构的有机融合，解决智慧供热的挑战。 在底层，可以为换热站提供包括压力传感器、变送器、人机接口、HMI、PLC、变频器等设备；在控制层，则通过VPN的网络或者通过云端进行数据的采集和管理，向下通过SCADA系统实时地跟各个换热站进行交互；向上则设立应用、分析及服务层，构成数据转化为价值的最重要一层。

在这一层，企业可以依托Termis和EMS等仿真和决策工具实现负荷预测、多热源的调度管理和能源的优化运行。以Termis生产调度模拟系统为例，该系统可以通过建立热网模型，实现整体系统的可视化，实现温度优化、压力优化、多热源生产计划优化等功能，是一个全方位对热网的调度和管理的专家系统。同时，它也是一个集成的系统，它将SCADA系统、能源管理系统以及一些第三方的包括收费、客服系统集成在一起，用来解决水力问题、热力问题，以及整个管网的调度和管理的问题。

编辑：徐冰冰