Kako digitalizacijom smanjiti pritisak na industriju vodosnabdevanja

Tradicionalni sistemi snabdevanja vodom i sistemi komunalnih otpadnih voda nisu projektovani da izdrže drastična opterećenja uzrokovana klimatskim promenama i ubrzanom urbanizacijom. Zbog toga su rizici koje zastarela infrastruktura nosi - u smislu potencijalnih havarija i loše usklađenosti sa zahtevima za zaštitu životne sredine - ključno pitanje za vodovodne sisteme širom sveta.

Komunalna preduzeća su suočena sa sve većim pritiskom da smanje ukupne troškove, kao i visoku stopu gubitka vode u mreži. Razvoj senzora i tehnologije daljinskog nadzora u realnom vremenu, sa ciljem da se poboljša rana detekcija curenja i promena u kvalitetu vode, predstavlja delotvoran način za rešavanje ovih izazova. Primenom tehnologije daljinskog nadzora u elektromotornim pogonima, operateri vodovodnih sistema mogu da obezbede optimizaciju preventivnog upravljanja resursima i, u tom procesu, ostvare značajan pomak od reaktivnog nadzora ka daljinskom nadzoru opreme u realnom vremenu.

Daljinsko praćenje stanja opreme

Kod gotovo trećine svih električnih motora na svetu se upravlja brzinom pomoću frekventnih pretvarača, uglavnom sa ciljem smanjenja utroška energije. Ipak, postoje i drugi razlozi za korišćenje pogona sa promenljivom brzinom u industriji vodosnabdevanja i otpadnih voda, uključujući tu i kontrolu tehnoloških procesa (održavanje ujednačenog pritiska vode, čime se eliminiše mogućnost curenja usled pojave previsokog pritiska), ostvarivanje optimalne iskorišćenosti izvora i izbegavanje nastanka efekta vodenog čekića.

Pogoni sa promenljivom brzinom mogu obavljati i zadatak čišćenja pumpi kada se koriste u sistemima otpadnih voda ili kontrolisati brzinu nekoliko pumpi u kaskadnom radu, korišćenih za pumpanje vode, sve u cilju optimizacije rada pumpe i uštede energije.

Usluge daljinskog nadzora stanja opreme se mogu koristiti zajedno sa proizvodima za automatizaciju vodovodnih sistema kako bi se, preko Cloud platforme, obezbedio pristup podacima u realnom vremenu čak i sa udaljenih tačaka vodovodne mreže. U srcu ovog pristupa je nova generacija bežičnih pametnih senzora - pristupačnih, digitalnih rešenja koja se lako instaliraju.

Pametni senzori su doneli revoluciju u logistici održavanja motora time što su operaterima omogućili korišćenje daljinskog nadzora za ranu detekciju potencijalnih problema. Sada se aktivnosti održavanja mogu efikasno planirati pre havarije. To za posledicu ima skraćenje vremena zastoja u radu, eliminisanje neočekivanih prekida u proizvodnji, optimizaciju održavanja kao i smanjenje zaliha rezervnih delova.

Sa ugrađenim inteligentnim sistemom za adaptivno reagovanje u realnom vremenu, tehnologija pomaže u upravljanju posledicama ekstremnih vremenskih uslova kao što su prevelike količine padavina koje uzrokuju probleme, počev od kvaliteta vode pa do usklađenosti sa propisima o zaštiti životne sredine.

Štaviše, digitalno rešenje omogućava stručnjacima da analiziraju podatke prikupljene sa senzora i shodno tome primene korektivne mere sa ciljem produženja životnog veka opreme. Moguće je analizirati i pronaći najbolje rešenje za poboljšanje rada elemenata sistema za svežu i otpadnu vodu, od stanice sa jednom pumpom do čitavog postrojenja za proizvodnju pijaće vode ili za preradu otpadnih voda.

Takođe, pomoću senzora se i obične pumpe mogu pretvoriti u pametne bežične uređaje. Ovim pristupom se meri vibracija i temperatura na površini pumpe, a iz tih podataka dalje proizilazi koristan uvid u stanje i učinak pumpe.

Ovim su obuhvaćene pojedinosti kao što su brzina rada pumpe, vibracije, centriranost vratila, stanje ležajeva i disbalans.

Pored toga, pametni senzori na motorima koji su povezani sa pumpama mogu detektovati razliku od jedne kapi u protoku vode na osnovu izlazne snage motora.

Digitalizacija je primenljiva i na pogone sa promenljivom brzinom (VSD). Podaci o pogonima se mogu poslati na Cloud servere korišćenjem rešenja za daljinski nadzor. Ovo omogućava da se podaci sa pogona, motora i pumpe analiziraju zajedno, što daje uvid u ispravnost i performanse kompletnog pogonskog sistema.

Premda komunalna preduzeća za vodosnabdevanje uvek vrše nadzor svoje mreže radi detekcije promene protoka ili pritiska u cevima (a koje ukazuju na problem kao što je blokada ili curenje), ponekad prvo upozorenje dobiju tek kada ih potrošač obavesti da je došlo do pucanja cevi.

Digitalizacija omogućava najranije moguće upozorenje. Drugim rečima, koliko ranije ili brže komunalna preduzeća mogu da spreče gubitak pijaće vode, toliko su i uštede veće, a samim tim raste poverenje potrošača.

Otpadna voda predstavlja realan problem kada curenjem dospe u životnu sredinu. Komunalna preduzeća podležu novčanim kaznama, a tu je i ugrožavanje ljudskog zdravlja i imovine, kao i reputacije samog preduzeća.

Koliko je zapravo teško sprovesti digitalizaciju?

Sektor vodosnabdevanja je napravio velike korake ka prihvatanju digitalnih tehnologija. Ipak, ima još dosta mesta za poboljšanja. S obzirom da je tehnologija napredovala, a cene pametnih uređaja postale niže, moguće je napraviti ogroman pomak u postizanju potpune digitalne transformacije.

Odbacivanje celokupnog postojećeg hardvera verovatno nije najbolji pristup. Komunalna preduzeća moraju započeti sa jasnim strateškim planom kako bi kreirala celokupan sistem. Moglo bi se početi od podele vodovodne mreže u diskretne zone i utvrđivanjem neophodnih koraka za rešavanje konkretnih problema u svakoj od zona. U praksi je najbolje početi sa malim promenama - postepenim nadovezivanjem na postojeću tehnologiju.

U tom smislu, pametni senzori su savršena polazišna tačka jer se mogu postaviti na motor, pumpu, ležaj ili zupčanik. Lako se povezuju i koriste, bez potrebe za investiranjem u nove, skupe sisteme.

Uspešna primena u Singapuru

U uzavreloj atmosferi grada-države, kao što je Singapur, vodosnabdevanje je fokusirano na jedan cilj: kako metropoli koja se ubrzano razvija - sa malobrojnim izvorima pijaće vode i ograničenom kopnenom masom - obezbediti stabilno snabdevanje svežom vodom. Da ovaj izazov bude još teži, očekuje se da se potražnja za vodom udvostruči u naredne četiri decenije u odnosu na sadašnju potrošnju od 1.514 miliona litara dnevno.

Visoki troškovi poslovanja, rast potrošnje energije i manjak radne snage primorao je Singapur da razmišlja van standardnih okvira.

Kompanija ABB i Odbor za javna komunalna preduzeća (PUB), operater vodosnabdevanja, sproveli su uspešni pilot projekat koji je obuhvatao ugradnju pametnih senzora na motore i pumpe PUB-a. Podaci u realnom vremenu koji su dobijeni sa senzora omogućili su operateru da skrati vreme detekcije kvarova, administrativne procedure i smanji ostale neophodne resurse.

Kompanija ABB je zatim ugradila integrisano rešenje sa 22 pametna senzora, uključujući nadzor stanja na daljinu i naočare za augmentovanu stvarnost (Microsoft HoloLens) kao pomoć u obuci i održavanju sistema.

ABB je, takođe, digitalizovao šest elektromotornih pogona, prikupljajući podatke dobijene od senzora i frekventnih pretvarača sa aplikacijama za analizu podataka na Cloud serverima, uključujući ceo lanac opreme koja čini elektromotorni pogon – od frekventnog pretvarača i motora do pumpi i ležajeva.

Portal za daljinski nadzor stanja omogućava PUB-u da s lakoćom konfiguriše pogonske sisteme i prati kritične parametre ispravnosti i rada tih sistema preko jedinstvene platforme. Digitalni pogonski sistemi upozoravaju komunalno preduzeće na prve znake havarije što doprinosi smanjenju troškova održavanja.

Osvrt na budućnost

Pametan grad se često opisuje kao "sistem svih sistema", gde se Internet stvari (IoT) i analitika spajaju sa tradicionalnom infrastrukturom.

Ovi gradovi koriste mogućnosti Interneta stvari i analitike da ostvare operativnu efikasnost i unaprede nivo usluga, održivost i ekonomsku vitalnost. Nekada izolovani sektori, kao što su elektroprivreda, transport, upravljanje vanrednim situacijama i vodoprivreda sada rade sinhronizovano.

Brojni gradovi širom sveta su napravili krupne korake u digitalizaciji više različitih infrastrukturnih sektora, kao što su energetika i transport.

Zapravo, u većini slučajeva, vodosnabdevanje tek treba integrisati u strategiju i sisteme pametnog grada. Ipak, pretnja sve većom oskudicom vode može naterati veći broj gradova da pređu na pametne sisteme upravljanja vodnim resursima.

Za više informacija, posetite: https://new.abb.com/drives/segments/water-and-wastewater

Za više informacija kontaktirajte ABB u Srbiji:
ABB d.o.o.
Bulevar Peka Dapčevića 13
11010 Beograd
Milica Vukoje
Tel: +381 62 8809267
milica.vukoje@rs.abb.com
www.abb.rs