水和废水公用事业利用工业物联网进行能源管理

淡水资源的日益稀缺、城市人口的增长、环境法规和流程效率低下都导致了水/废水行业的困境。联网机器和设备正在重塑公用事业公司的运营方式，使他们能够通过使用工业物联网(IIoT)技术和策略做出更明智、更明智的决策。通过更加动态的分析和实时的系统监控，传统的水处理和输送方法所造成的能源浪费最多可减少25%。

随着能源价格的波动，提高可持续性的需要，不断的立法变化，以及能源效率倡议可用资金的增加，有更大的机会有效管理淡水供应和安全处理废水。那些在公用事业公司内领导工业物联网工作的人必须阐明该计划将如何与业务战略相结合，并帮助解决问题。

整体设备效能，公用事业

许多公用事业公司都采取行动，通过使用动作敏感的节能灯、有限时间使用暖通空调系统、太阳能电池板安装(主要基于电力公用事业公司的拨款)、节能设备和通过水库进行的全系统存储合作，重点关注节能。这些行动的重点是设施的整体设备效率(OEE)，而不是直接影响节能，这是这些努力的副产品。相比之下，集成工业物联网已经并可以为当今的智能公用事业实现直接节能。

颠覆性技术正在以前所未有的速度出现，要知道哪些技术能真正节省成本，哪些技术可能在发挥潜力之前就被淘汰，这是一项挑战。对于组织来说，破译炒作和识别适用于他们需求的技术并能够立即带来积极的投资回报是具有挑战性的。

在水/废水行业，工业物联网应用正在进行试点，以在管理现有资产的业务流程元素的信息中创造新的价值，以提高可靠性、优化、供应链和客户关系。工业物联网的实现允许集成传感、通信、监控和数据采集(SCADA)以及近年来出现的分析功能。

普泛计算设备、低成本传感器(用于收集和传输数据)、新型分析工具和经济数据存储选项的增加，使得公用事业公司能够以更低的成本实时捕获更多数据。在某些情况下，公用事业可以从以前无法进入的地区收集信息，并改善油田、系统和工厂的性能。

工业物联网设计

系统专业人员必须设计架构，以实现工业物联网的潜力，确保:

• 运营商可以使用移动设备、云连接和数据分析，为运营商提供实时信息，以便更好地做出决策。
• 优化资产:智能传感器继续信息流，并允许从现场和以前未测量的参数中轻松收集数据。
• 智能控制实现了运营技术和信息技术之间的紧密集成，从而在更广泛的企业中实现更好的决策。
• 注重网络安全:除了可用信息外，更多的连接需要通过运营技术网络安全解决方案提高意识和姿态。

科技安全部署，智能泵

应该实施工业物联网，以提高公用事业的能源效率。这使得工程分析可以发生在来自远程系统、电机和其他大型能耗设备的额外实时数据上，这使得分析快速、直接和更准确。工业物联网还增强了实时警报的能力，预测能源需求、使用模式的能力，以及与工业控制系统数据集集成时优化能源消耗的方法。

能源效率正成为许多公用事业业主关注的问题。据估计，大多数泵系统都是超大的，许多超过20%。由于电力成本占泵总拥有成本(TCO)的40%，因此管理该资产的能源是关键。结合工业物联网的智能泵送是一种可能的解决方案。该方法通过提供更高质量和精确的操作数据，节省能源，延长设备寿命，降低维护成本。

数据科学、建模

水/污水处理设施用电的一个主要来源涉及抽水和曝气设备系统。通过使用数据科学技术、建模、利用工业物联网技术和计算智能，实现了一个数据驱动的框架，以提高水/废水泵系统的性能。泵系统的性能是通过能耗和泵送水/废水流量来衡量的。许多泵在其最佳效率点(BEP)以下运行，导致多余的能量转化为振动、热量和噪声。所有这些都增加了维护和能源成本。当设备没有优化到最佳效率时，泵系统通过减少平均维修间隔时间来消耗维护预算。组织必须关注总生命周期成本(LCC)，而不是初始采购价格。

许多现有的消费者无线连接选择已经不能满足工业应用的需求。造成这种情况的原因包括用于广域网的无线通信技术设计不佳，以及安全性和可靠性方面的失误。为了解决安全性和可靠性方面的问题，IEEE发布了一个新的私有、授权无线局域网络标准，即IEEE 802.16s。

结合工业物联网、自动化和能源管理举措，我们可以为水务行业提供一个历史性的未来。随着工业物联网传感器与新型电池供电的网络解决方案提供更便宜的价格点，价格障碍已大大降低。先进的工业物联网水务实施正在获得私营和市政水务公司的关注，这些公司将数据和分析视为克服水务基础设施老化问题的关键工具。

通过互联网连接事物、服务和人的能力改善了数据分析，提高了生产力，提高了可靠性，节省了能源和成本，并通过创新的商业模式创造了新的收入机会。工业物联网和支持这一生态系统的云服务还可以为小型生产设施带来世界级的分析服务。

然而，提高基于工业物联网的远程监控所带来的效率，也使供水系统面临潜在的网络攻击或黑客攻击，这可能会影响供水。随着水和废水处理业务利用新技术，必须更加重视使用安全可靠的无线网络技术、异常检测和重新设计的系统架构。

应用:工业物联网的7个优点

IIoT正在通过以下方式改善水管理:

1. 漏水检测。通过将能源模式与生产和工艺变量相关联来提高能源效率。分析检测水的损失和盗窃和压力管理
2. 更有效的系统水资源管理。这些工业物联网水传感器跟踪水质、温度、压力、消耗等。这些设备通常直接与水务公司通信，以分析数据并以易于理解的格式与消费者共享。然后，用户可以了解他们的消费与城市平均水平、前几个月等的比较情况。
3. 水质安全监测。
4. 批发和零售消费的透明度。应对能源成本波动或新的合规要求。支持能源预算和合同谈判的模范表现
5. 基础设施的规定性维护．通过IIoT数据平台进行预测性、预防性维护和异常检测
6. 行业整合随着科技公司建立公用事业记录，大型工业企业在其产品组合中发现协同效应
7. 对制造商的激励开发全面的“智能抽水系统”。

Anil Gosine是全球项目经理，MG策略+是CFE Media的内容合作伙伴。由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程，《媒体，mhoske@cfemedia.com．

关键词:工业物联网，自动化，高效

水和废水应用受益于工业物联网应用。

互连通过互联网的事物、服务和人可以提高生产力。

好处包括能源效率、节约用水和水质。

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