閥門行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用：數(shù)字化水資源管理

借助AUMA Cloud和AUMA助手應(yīng)用程序，AUMA開發(fā)了一套數(shù)字產(chǎn)品組合，該組合在整個工廠生命周期中指導(dǎo)并支持工廠運營商

數(shù)字化是當(dāng)今最重要的大趨勢之一 ——這也包括在水資源管理領(lǐng)域。它為實現(xiàn)更加經(jīng)濟高效、安全和清潔的流程提供了機遇。

在歐洲，數(shù)字化通過優(yōu)化利用閥門等測量系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)來提高效率和可持續(xù)性。理論上，在水資源稀缺的國家，它將有助于改善供水。因此，全球?qū)λ幚砑夹g(shù)和廢水處理技術(shù)的需求巨大。

閥門和執(zhí)行機構(gòu)是水資源管理4.0的重要組成部分。它們必須智能化、可聯(lián)網(wǎng)和優(yōu)化 ；換句話說，要適應(yīng)數(shù)字化時代。

在數(shù)字化水資源管理中，現(xiàn)實世界與虛擬世界相結(jié)合。測量設(shè)備、控制系統(tǒng)和流程相互連接。這種系統(tǒng)集成的觀點產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，通過適當(dāng)?shù)姆治隹梢赞D(zhuǎn)化為有用的信息：決策得以制定、實施和監(jiān)控。這是朝著更有效的水資源管理邁出的一大步。

例如， AUMA 的電動執(zhí)行機構(gòu)就為此做出了貢獻(xiàn)。AUMA解釋說：“它們自動收集和存儲過程數(shù)據(jù)，如閥門位置、環(huán)境溫度、振動，以及設(shè)備數(shù)據(jù)，如開關(guān)頻率、電機運行時間、警告消息等。”該公司 已經(jīng)開發(fā)了一個“數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)”，在整個系統(tǒng)的生命周期內(nèi)指導(dǎo)和支持用戶。 這個生態(tài)系統(tǒng)的中心是AUMA云。它與軟件工具——AUMA助手應(yīng)用程序和AUMA CDT相連接。它還讓用戶可以輕松訪問針對其閥門的智能數(shù)據(jù)分析、獲取完整的設(shè)備文檔，并與AUMA服務(wù)部門聯(lián)系。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的虛擬復(fù)制

在AUMA云中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到了虛擬表示。每個執(zhí)行機構(gòu)都可以與其對應(yīng)的閥門關(guān)聯(lián)，因為驅(qū)動器和閥門通常作為一個單元一起工作，可以根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)推斷出有關(guān)閥門的信息。“關(guān)鍵指標(biāo)的分析使工廠運營商能夠早期識別高負(fù)載或可能的維護(hù)需求，并開始采取適當(dāng)?shù)拇胧?rdquo;AUMA解釋道。這樣可以最大限度地減少過早磨損，并顯著延長執(zhí)行機構(gòu)和閥門的使用壽命。系統(tǒng)的生命周期得以延長。

污水處理廠的管理需要持續(xù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集（SCADA），以監(jiān)督運營的每一步。根據(jù)Rotork的說法，現(xiàn)代系統(tǒng)需要實時通信——一直延伸到工廠層面。“工廠管理者以前所未有的速度要求更多信息。過程操作員需要在任何時間都能獲得全面的控制選項。維護(hù)經(jīng)理需要信息以便能夠經(jīng)濟地規(guī)劃維護(hù)服務(wù)，”Rotork解釋道。

為了滿足這些要求，該公司的設(shè)計師構(gòu)建了現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，以便能夠通過計算機監(jiān)測和控制關(guān)鍵系統(tǒng)的所有部分。“這些計算機負(fù)責(zé)在其自身網(wǎng)絡(luò)內(nèi)管理和維護(hù)任務(wù)，并交換關(guān)于它們控制的設(shè)備和流程的數(shù)據(jù)。” Rotork主站可以通過三個獨立的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)管理多達(dá)240個執(zhí)行機構(gòu)，因此可以在工廠的不同區(qū)域使用合適的網(wǎng)絡(luò)類型。 Rotork智能資產(chǎn)管理（iAM）是一個基于云的資產(chǎn)管理系統(tǒng)，用于智能執(zhí)行機構(gòu)和流量控制設(shè)備。iAM提供的報告提供了預(yù)測性洞察，以提高工廠的可用性。

收集海量數(shù)據(jù)

自動化專家 Emerson也將重點放在了水資源管理上。該公司開發(fā)了Zedi SaaS SCADA平臺 。該基于云的SCADA平臺的靈活性使其能夠從任何數(shù)字監(jiān)控硬件中捕獲無限量的數(shù)據(jù)，并快速將其傳輸給合適人員，以便實時訪問和分析數(shù)據(jù)，從而更快地做出更明智的決策。目標(biāo)是顯著提高安全性并加強監(jiān)控。Emerson為終端用戶提供了一個網(wǎng)頁界面，并能夠與第三方平臺共享數(shù)據(jù)，從而通過基于云的數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和優(yōu)化。據(jù)Emerson稱，數(shù)字化轉(zhuǎn)型幫助水資源管理組織優(yōu)化運營、降低成本并增強安全性，同時也更好地保護(hù)健康和環(huán)境。

污水處理廠中的挑戰(zhàn)性需求

數(shù)字化可以使水資源管理邁入下一步。當(dāng)然，這一切都建立在適當(dāng)設(shè)計的閥門基礎(chǔ)上。因為在污水處理廠等地方，需求既具有挑戰(zhàn)性又不斷增長。“近年來，除了藥物殘留、農(nóng)藥和微塑料之外，多重耐藥性病原體也成為問題，這些病原體主要是由于在牲畜養(yǎng)殖中過度使用儲備抗生素造成的，”德國水、廢水和廢物協(xié)會（DWA）主席Prof. Dr. Uli Paetzel報告說。

應(yīng)對這些重大挑戰(zhàn)的一部分方法是使用更高質(zhì)量材料制成的閥門，這些閥門能夠承受腐蝕性的廢水條件，例如Fromme Armaturen生產(chǎn)的閥門。該公司按照DIN和ANSI標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)鑄鋼和不銹鋼部件。Fromme為廢水市場提供的產(chǎn)品組合包括各種類型的閘閥——NBR或EPDM材質(zhì)，帶或不帶不銹鋼螺桿，不同長度，延長件，球閥、止回閥和蝶閥。

通過數(shù)字化實現(xiàn)轉(zhuǎn)變

閥門行業(yè)正等待著有利可圖的訂單。例如，Sistag為瑞士巴塞爾的污水處理廠供應(yīng)了超過700個閥門——包括閘閥和蝶閥，該污水處理廠將在2025年前分階段投入使用。該工廠的擴建不僅增加了其容量，而且還根據(jù)新的法定要求優(yōu)化了污水處理。未來，除了碳、氮以外，微量污染物也將從水中去除。

除了堅固的閥門外，現(xiàn)代水資源管理還需要數(shù)字化解決方案——現(xiàn)在比以往任何時候都要迫切。許多公司已經(jīng)在轉(zhuǎn)變過程中，成為水資源4.0革命的一部分。 對現(xiàn)代系統(tǒng)開發(fā)的投資最終將為供應(yīng)商和用戶帶來回報。