卓越的SCADA系統(tǒng)，打造水處理工廠的數(shù)字化核心

從烹飪和飲用到洗澡和洗滌，從產(chǎn)品制造到廢物管理，現(xiàn)代化的城市污水都必須送往廢水處理設施，通過處理清潔之后排放或是再利用——這種水循環(huán)應用正是當前各國可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

在污水處理工廠，自動化系統(tǒng)尤其是以SCADA為核心的關鍵系統(tǒng)日益發(fā)揮著重要作用，隨著自動化技術(shù)、5G通信技術(shù)、資產(chǎn)管理、物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展，SCADA正在成為智慧水務時代水處理工廠的數(shù)字化“戰(zhàn)場”。

水處理SCADA, 從監(jiān)控到卓越運營

廢水處理過程非常復雜，需要對各種設備（例如，泵、凈化器和過濾器）和設備參數(shù)（例如壓力、流量和過濾）進行準確測量和控制。通過將測量和控制技術(shù)集成到運營中，廢水處理設施可以確保實現(xiàn)并保持適當?shù)墓に嚄l件，以實現(xiàn)有效和高效的水和廢水處理。

事實上，除了現(xiàn)場層面的監(jiān)控需求，當前更領先的污水工廠管理層則更關注整個企業(yè)的多水廠管理、關鍵指標的掌握，以及設備能耗、效率和成本最優(yōu)化等問題。

這些工廠正把SCADA用作支持新業(yè)務流程的核心技術(shù)，以應對行業(yè)里的動態(tài)變化和大規(guī)模更新現(xiàn)有基礎設施的需求。SCADA提供商必須要開發(fā)出一種能與公司的業(yè)務系統(tǒng)完全集成的SCADA系統(tǒng)，例如資產(chǎn)管理項目等?；赟CADA系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)，正在提供更多的卓越運營能力，以此來滿足污水處理廠運營的相關所有利益方當今和未來的需求。這些運營能力包括：

實時監(jiān)控：包括直觀了解污水處理工藝、重點監(jiān)控水泵運轉(zhuǎn)狀況、曝氣池測中水處理指標和設備運行狀態(tài)、有害氣體監(jiān)控等。

統(tǒng)計分析：具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，可以對污水處理指標進行對比，統(tǒng)計污水處理費用和耗電量等。

控制診斷：查看污水處理加藥流程和維護保養(yǎng)流程的實時情況，了解污水處理指標達成情況。

輔助決策：輔助運營方掌握水處理峰值，對維護保養(yǎng)流程可視化，為運營提供決策基礎。

獨有的挑戰(zhàn)

由上位監(jiān)視層、控制設備層和執(zhí)行設備層構(gòu)成的SCADA系統(tǒng)，可用于水處理廠中的許多不同應用，其中主要包括：沉淀/過濾/化學處理設備、泵站、配水管網(wǎng)、工廠安全、數(shù)據(jù)維護等。與其他SCADA應用相比，污水處理廠的SCADA系統(tǒng)有著區(qū)別于其他工業(yè)場合的特點：

1）一般污水處理廠的占地較大，常常覆蓋數(shù)平方公里，因此遠程通訊能力非常重要。

2）遠程費分布的設備可能現(xiàn)場操作環(huán)境相對惡劣，往往需要在中控室直接控制遠端設備。

3）入口處的污水永不停歇，所以 7天24小時全天候的運轉(zhuǎn)是完全需要的。所有系統(tǒng)的組件都需要相當高的平均無故障時間，任何冗余方式都會被用來防止設備失效或意外事故。對于網(wǎng)絡中的交換機來 說這是特別重要的，如果網(wǎng)絡中斷，作業(yè)流就會停止。

4）污水處理的過程，特別是生化反應過程是一個較為復雜且時間較長的過程，相關的參數(shù)也比較多，尤其是季節(jié)轉(zhuǎn)換時和外部水源發(fā)生較大變化時，需要方便進行快速的參數(shù)設置調(diào)整。

5）污水處理中的電能消耗帶來成本壓力大，需要考慮通過SCADA進行設備運行優(yōu)化節(jié)約電能。

選擇卓越的SCADA系統(tǒng)

考慮到污水處理工廠的卓越運營要求，以及污水處理SCADA的獨特挑戰(zhàn)，選擇一套卓越的SCADA系統(tǒng)，包括主終端控制器（MTU）、數(shù)個遠程終端設備（RTU）、人機界面HMI、SCADA軟件和工業(yè)以太網(wǎng)交換機通信設備在內(nèi)，將成為實現(xiàn)數(shù)字化工廠和智慧水務的基礎。

首先作為典型的分布式計算機應用系統(tǒng)，良好的SCADA系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)意味著普適、高效和穩(wěn)定。從集中式SCADA、分布式SCADA到網(wǎng)絡式SCADA的架構(gòu)，如今卓越的SCADA在架構(gòu)上更加開放，兼容性更好，可以無縫集成到全廠綜合自動化系統(tǒng)中。

紅獅控制提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換、RTU、I/O控制器、HMI、工業(yè)以太網(wǎng)設備、SCADA軟件一體化SCADA系統(tǒng)，正是采用了領先的系統(tǒng)架構(gòu)，可實現(xiàn)超過300種協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集端無需改變原有程序而只需要調(diào)整通訊參數(shù)，利用拖拽式的直觀SCADA軟件進行畫面管理，依靠靈活可靠的網(wǎng)絡設備打造無死角的遠程和就地聯(lián)網(wǎng)能力。

例如，在某個污水工廠的水閘機升級項目中，紅獅N-TRON的7000系列環(huán)網(wǎng)管理交換機所提供的平均無故障工作時間大于1百萬小時，寬廣的工作溫度從-40º到80ºC，包括2個千兆光纖光口，快速環(huán)網(wǎng)自愈時間~30毫秒，等。同時在該工廠的每個RTU站點都安裝一臺N-TRON的500系列交換機，平均無故障工作時間超過200萬小時，即插即用的自動配置的IGMP偵聽功能，這些特性確保了可靠性和簡便的配置。

紅獅控制多年來始終致力于幫助污水廠更好地管理其處理工藝和設施，不斷迎接日益變化的市場需求和技術(shù)挑戰(zhàn)，為智慧水務建設和可持續(xù)發(fā)展提供堅實的基礎。

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