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用zenon优化资源管理: 来服务百万人的饮用水

      Bodensee-Wasserversorgung是德国西南地区最为重要的饮用水源地,称为“博登湖”水源。这个名字意味着最高端的品质和安全保证: 该水源负责每天向德国巴登-符腾堡州的400万居民供应高品质生活饮用水. 确保饮水品质首要点就是要创建运用最先进技术优化设计传送和制造设备. 为此“博登湖”水源使用zenon来作为他们水源传送和制造设备上的可视化监控软件. 
      从“博登湖”水源到其供应的地区的输送距离是德国所有水源中最远的. 该水源建立于1954年, 当地为了满足不断增长的饮用水的需求,决定再增加一条来自“康斯坦施湖”的水源供应点. “博登湖”水源采自地表60米以下,然后向上抽送近310米到Sipplinger Berg山上的六个巨大的水泵站. 在那里, 本已是天然高品质的“康斯坦施湖”水再经过微孔过滤, 臭氧和过滤处理,从而成为最高品质的水.

令人称赞的性能
      “博登湖”水源具用输送和处理每秒7,755公升高品质饮用水的能力. 每天来自“康斯坦施湖”的饮用水最多可达到670,000立方米. “博登湖”水源现在每年可以提供超过125 百万立方米的饮用水给居住区的居民使用. 为此架设了从巴登-符腾堡州极北地起始的大口径管道1,700公里. Zenon软件被使用于管理整个系统: 用于高位水塔, 泵站,水轮机组以及抑制或限制高位水塔水位的阀门的可视化监控. 操作人员可以安装有zenon软件的触摸屏来监视和控制管道系统和其它设备.

 

投资大收获小
      在使用 zenon软件之前, “博登湖”水源是用 ‘mosaic’ 技术, 用 LED和模拟显示作为控制中心监控制饮用水输送和制造过程的. 在mosaic显示终端上的仪表与PLC连接并显示过程状况.饮用水设备的操作也是通过使用mosaic终端上的发光按键来进行的. 主要问题是做不到在设备现场用这些终端来进行操控的, 因为mosaic屏幕是安装在中央控制室内的. 所以我们称这种技术是劳动密集型模式, 即创建系统和进行系统变更都很花费人力和时间. 该系统的另一个缺点是: 水源的员工无法在工作室操控制系统时跟踪事件发生的过程,或发现出现在时间顺序命令中的问题. 故在zenon软件使用前, 调度计划的实施是非常困难的.

可视灵活,操控柔性
      作为一个灵活而一致的可视化监控系统, zenon为“博登湖”水源提供了很多方便的管理操作工具: „我们决定使用ze- non的一个原因是我们需要用这个系统来连接不同的控制单元. 现在在水厂内, 所有的触摸屏都使用相同的软件来和所有现有的控制单元进行通讯 “, Bernd Seher先生解释道, 他在“博登湖”水源是负责自动化和控制技术工作的. Zenon软件现在主要负责可视化控制29个高位水塔, 17个水泵站和 20个增压厂. 操作人员使用的是彩色 12“ 或 15“ 劳尔触摸屏. 水源现在在50个工作站上使用了包括移动终端在内的100个显示设备. 该水源主要是使用ABB和 Siemens-S7控制单元. Open Modbus TCP作为水源的主要通讯协议, 有些地方也使用ProfibusDP.

标准化确保效率和安全
      所有设备 – 水塔, 泵站, 水轮机, 等等 – 分布在整个德国巴登-符腾堡州内, 但在每个站的触摸屏上都有统一的用户界面. „标准化用户界面和标准化控制理念保证了时间和成本的节省. 员工的培训费用变得非常小. 在水源的中型和大型工厂内, 员工总是使用统一的软件下的相一致的设备– 用这些设备能浏览和监视厂内的任何地 “, Otto Staib先生解释道, 他是工厂能源管理和工厂控制技术部的负责经理. 这位经理例举了使用zenon软件后的其它优点– 甚至在其中一个出现问题的时候, 其它控制设备也能执行所期望的功能. 故此故障控制设备不会影响操作而造成系统停机. Otto Staib先生补充道: „由于我们的设备处于露天状态, 我们特别关注闪电袭击造成灾害的风险. 为此, 在诸如此类的灾害发生时能够快速更换损坏单元显得特别重要– 通过简单插拔来更换内存卡到不同的单元来快速恢复工作.“ 对“博登湖”水源来讲安全是最重要的概念. 为此, 我们选用了zenon的报警管理模块和事件时间顺序列表, 以监视设备运行状况及, 如果需要时, 快速而适时的进行处理. 现在员工们操纵系统如同驾驭BWV,可以精确定位任何问题– 不管它是电气还是机械的– 再通知相关技术人员并发送正确的设备到工厂以解决问题.

水管网线
      要保持居民饮用水供应的完整性和一致性,就需要对水管网线和其水流量也进行精确控制. 为此目的在水泵站内设置增压泵以增加水流量;同时设置节流阀来在必要时调整控制水流量.“博登湖”水源的操作管理者也必须用zenon软件监视各水塔中的水量: 他们使用软件来观测水塔的进出水流量以及水塔内的水位高低. 附含在基本软件模块内的趋势图功能可以实时图形化显示出各相关部位的水流量,水位,进出流量和压力值曲线,这些信息是以优化概述的方式提供给管理者的. 除此之外,也有其它来自整个复杂系统的测量值会被zenon记录下来, 以一种清晰全景方式展现给管理者,并提供详细信息供管理者进行数据分析处理. 这种方式也包括了对饮用水的各项指标的分析工作. 这些指标包括了, 氯含量, pH 值, 水的导电性和混浊度.

 

能源智能管理
      “博登湖”水源不只是能源的消费者, 它也可以制造能源. 实现它是通过水源内的水沦机组来产生电力的. 为达成此目标, zenon软件监视并可视化发电的电流量, 电压值, 功率, 供电的频率及发电机组的温度等. 这种能源供应是双向的,总能源来自供水网络, 其中来自供水网络的大部分生成有效功率即电能(发电),另一部分剩余的能源能量用于提升供水网所需要的水压.再生能源通过中压变电设备被导入电网 ,有时也会被公司自己使用.

 

Zenon的未来应用
      在“博登湖”水源,zenon软件已经成功树立了它的人机界面解决方案地位. Bernd Seher先生最后总结道: „我们的标准化可视及监视理念使得灵活而快速的扩展系统的想法成为现实. 这节省了时间和费用. 然而, 我们不仅能在配置项目时获益; 也可以当设备在运行时增加我们的效率.“ 为此, 其它地区的工厂也将在未来使用zenon作为它们现代化项目设计的一部分. 水源也打算扩展使用zenon软件在其它方面, 如楼宇自动化控制. Bernd Seher继续说道: „员工对软件的高接受度和满意度促使我们决定扩大zenon软件在未来组织内的使用区域.“

快速数字浏览
允许每天处理 670,000 m³ 的水资源 (平均 7,755 l/秒)
年饮用水供应量125百万立方
平均日消耗345,000 立方的饮用水
供应近 320 个城市和地区; 四百万居民的饮用水
直径最大 2,250 mm的水管网线系统, 水管压力高达30 bar
近1,700 km的高压水管线, 几乎全线是大口径管道
29 座水塔存贮470,600 m³的水源
水源内发电站提供电能 96,000 kW
336 名员工负责 292 操作站
年收入 5000万欧元

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