Управление активами насосной станции для минимальной совокупной стоимости владения и максимальной эффективности
Операции по водоснабжению и очистке сточных вод находятся под растущим давлением для достижения амбициозных целей по предоставлению услуг, соблюдению нормативных требований и отказоустойчивости при управлении крупной и устаревающей инфраструктурой. Имея ограниченный капитал, они должны найти способы продлить срок службы жизненно важных активов, отдать приоритет обновлению и отразить угрозы кибербезопасности. Чтобы решить эти проблемы, многие стремятся сэкономить на техническом обслуживании насосной станции и эксплуатационных расходах, которые составляют примерно 75% бюджета типичной насосной станции.
Решение таких проблем требует своевременного доступа к данным о производительности и манипулирования ими, которые доступны водной отрасли благодаря цифровому преобразованию, которое сейчас происходит во всей отрасли. Цифровая трансформация обещает использовать объемы информации, возникающие в связи с промышленными операциями, и применять их для улучшения операций. Это достигается за счет добавления интеллектуальных функций и подключения к ранее изолированным активам, синхронизации управления и связи между ними, а также обмена информацией с аналитическими приложениями. В основе архитектуры лежат насосы, двигатели, приводы и другие активы, которые становятся все более интеллектуальными и взаимосвязанными.
Улучшение насосной станции
Для насосных станций структурированный подход к цифровизации означает большую способность сдерживать затраты. Это может снизить затраты на электроэнергию насосной станции, позволяя работать ближе к целевым характеристикам за счет использования наиболее эффективного оборудования и периодов с меньшими затратами при соблюдении заданных значений или за счет оптимизации счетов за электроэнергию, чтобы избежать платы за потребление и штрафов за коэффициент мощности. 
Снижение затрат
Цифровизация может снизить затраты на техническое обслуживание, позволив насосу работать ближе к точкам максимальной эффективности (БЭП) за счет:
устранение проверок за счет расширенного мониторинга
дополнение планового технического обслуживания мониторингом состояния для выявления возможных точек отказа до того, как они произойдут
защита активов за счет исключения работы в условиях низкого расхода
Цифровизация может способствовать общему сокращению эксплуатационных расходов за счет улучшенного мониторинга в режиме реального времени в соответствии с целевыми показателями производительности; изменение скорости двигателя для достижения установленных целей; и синхронизация производительности насоса в более широком контексте насосной установки. Этот контекст может включать гидравлические системы, стратегии управления насосами или вспомогательные функции управления, такие как дозировка хлорирования.
Надежность и оптимизация активов, а также превосходное техническое обслуживание 
Подробный и своевременный доступ к информации позволяет производительности выйти на новый уровень. Это включает:
экономичное применение технического обслуживания по состоянию
улучшение общих условий эксплуатации
снижение частоты и, следовательно, трудозатрат проверок
1. Техническое обслуживание по состоянию
Рабочие колеса изнашиваются одними из первых деталей насоса, и как только начинается эрозия и коррозия, они ускоряются. Аналитика может дать представление об индексе работоспособности насоса и потерях производительности, которые могут напрямую коррелировать с потреблением энергии, о чем сообщают счетчики энергии. Мониторинг всасывания насоса с помощью датчиков давления может отправлять предупреждения, когда всасывание насоса падает ниже определенного уровня.
2. Улучшение условий эксплуатации
В дополнение к мониторингу состояния насоса улучшение условий его работы улучшает среднее время наработки на отказ (Среднее время безотказной работы) за счет снижения осевых усилий, которые способствуют сокращению срока службы прокладок и подшипников.
3. Снижение частоты проверок
Когда информация о работе насоса ограничена или ненадежна, необходимы частые ручные проверки для выявления необходимости проведения технического обслуживания. Непрерывный цифровой мониторинг активов и ключевых операционных переменных может снизить частоту и трудозатраты, связанные с ручными проверками. С помощью современных цифровых инструментов вы можете отслеживать электрические, механические и гидравлические параметры двигателей и насосов и получать оповещения, когда производительность отклоняется от установленных пороговых значений.
Тематическое исследование
Этот проект начался с развертывания архитектуры для сбора и анализа операционных данных. Используя контрольно-измерительные приборы, уже установленные на каждом из трех насосов станции, специалисты водного хозяйства настроили счетчики энергии, интеллектуальные приводы двигателей, а также датчики давления и расхода для контроля ключевых технологических точек.
Программное обеспечение SCADA и ПЛК на уровне пограничного управления контролировали обмен данными и производственную логику и подключались к пограничному блоку промышленного Интернета вещей (Интернет вещей) по сетям ПРОФИНЕТ и Modbus TCP. Периферийный блок Интернет вещей был размещен в диспетчерской завода и передал данные советнику по производительности насосов, размещенному в облаке.
Прибыль на инвестиции 
Примерно через три месяца наблюдения за испанским объектом были сделаны следующие выводы:
Замена старых насосов не потребовалась. Воздействие износа и коррозии можно контролировать путем настройки контура управления. Однако заводу было рекомендовано отремонтировать рабочие колеса и компенсационные кольца.
Изменения в управлении скоростью насоса повысили производительность и снизили расходы на электроэнергию. Управление изменением скорости с помощью приводов было более эффективным, чем запуск контура управления в ПЛК.
Отпала необходимость проводить осмотр каждые две недели.
Автоматическое переключение клапана хлорирования снизило эксплуатационные расходы примерно на 5300 долларов.
Выполнение всех рекомендаций, кроме ремонта рабочего колеса и ремонтного кольца, а также предупреждений автоматической системы озона, позволило сэкономить почти 22 000 долларов США в год, что составляет 12% эксплуатационных расходов.
Сокращение эксплуатационных расходов за счет эффективности активов
8300 долларов США в год за счет снижения платы за электроэнергию
3500 долларов США в год на расходы на техническое обслуживание за счет отмены необходимости проверки каждые две недели.
10 000 долларов США в год за счет экономии на операциях, приложениях, аналитических данных и оповещениях за счет автоматизации опции клапана хлорирования (вкл./выкл.)
12% экономии эксплуатационных расходов
Хотя предыдущий пример относился к питьевой воде, ту же базовую архитектуру можно применить к насосам практически в любых условиях. Например, один и тот же пользователь управляет станцией очистки сточных вод и сетью сбора воды и нанял специалиста по управлению энергопотреблением для выполнения аналогичных задач на своей насосной станции.
Аналогичные корректировки переменной скорости были сделаны на основе мониторинга, повышения производительности насоса, снижения энергопотребления, износа и вибрации. Мониторинг также выявил необходимость уменьшения размера экранов для сточных вод, чтобы не допустить попадания более крупных предметов в процесс, увеличивающий износ насоса. Общая дополнительная экономия составила более 21 000 долларов США (что составляет 14% эксплуатационных расходов).
Достижение таких результатов включает в себя три основных шага:
Оценить текущие операции для оценки. 
потенциальный доход и установить цели улучшения.
Внедрите улучшения и отслеживайте прогресс в достижении целей в течение нескольких месяцев.
Соответственно отрегулируйте производительность.
Операции в конечном итоге достигнут точки последовательного достижения целей, но процесс не должен заканчиваться на этом. Операции по водоснабжению и очистке сточных вод всегда должны будут выходить за рамки первоначальных целей, чтобы адаптироваться к изменяющимся экономическим условиям и физическим реалиям.