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數位化提高水資源產業的供應效率和安全性

Digitalization increases efficiency and security of supply in the water industry

06/16/2018

 

• 以數位分身為基礎的廠房和流程最佳化

• 有效運用幫浦的雲端解決方案

• 針對廠房電氣化、自動化和驅動系統預先設定的示範解決方案

 

在 2018 年 IFAT 環保技術博覽會中,西門子將重點放在供水和廢水處理廠的數位化。展示的解決方案將涵蓋廠房的整個生命週期 – 從規劃一直到運作和維護,協助大幅減少能源消耗,並降低整體成本。公司和市政當局透過使用數位分身規劃、模擬並最佳化廠房和流程等方式,持續提高供應效率和安全性。創新內容包括全新硬體概念、Simatic PCS 7 流程控制系統專用的工業特定模組,以及使用 Simatic S7-1200、S7-1500 和最佳化幫浦運用雲端解決方案,透過 TIA Portal 自動化。

在廠房的整個生命週期中,真實廠房的數位分身為使用者提供極大優勢。西門子將會藉由主展場「從整合式工程到整合式運作」說明這點,展示如何將廠房整個生命週期的流程、運作和資訊整合在一起:Comos 工程軟體、最新版 Simatic PCS 7 9.0 及 Simit 模擬軟體。後者實現虛擬廠房試運轉和操作人員訓練,確保試運轉速度更快且毫無錯誤。
同時也會展出 Comos 創新功能,例如針對水資源產業預先設定的示範解決方案,涵蓋所有工程、電工和自動化層面,並將技術和地理資訊整合至數位地圖。全方位裝置管理(以搭載「Comos 即服務」的現代 IT 基礎結構為基礎」也在展示之列。

量身打造的可擴充自動化解決方案
西門子提供專為水資源產業預先設定的 Simatic PCS 7 和 WinCC 示範解決方案(工程範本),涵蓋電氣化、自動化和驅動系統。範本包括控制和調節所需的所有功能,包括人體工學視覺化和操作。可擴充自動化解決方案可根據所有需求進行調校和調整:從適合小型自律站點的 TIA Portal,一直到使用 Simatic PCS 7 流程控制系統的分散式異質水網和複合廠房專用的 WinCC SCADA 系統。這有助於大幅降低整個生命週期中的廠房工程、運作和維護成本。

將運作最佳化的全新資料可能性
資料網路可提高流程效率並降低運作成本。對此,西門子提供智慧解決方案:SIWA Leak 和 LeakControl 可協助偵測暗中漏水的水管和水網。此解決方案輔助現有控制系統,並持續為操作人員提供有關水管目前狀態的資訊,讓他們有詳盡資料做出完善的決策,在漏水時採取適當行動。SIWA Optim 應用程式將會是 MindSphere 解決方案的一部分,可支援員工建立並最佳化供水網路的幫浦和閥排程,使能源消耗和成本最多降低 15%,同時保障供水。

全方位能源管理確保資訊透明
西門子的全方位能源管理系統提供完善解決方案,可最佳化運用資源,亦有助於識別整體運作的潛在節約空間。透過 Simatic 能源管理,西門子提供通過 ISO 50001 認證的齊全可擴充產品和解決方案產品組合,可協助持續提高效率,從現場層級的能源資料擷取到管理層級的全企業能源分析,無所不包。

針對關鍵基礎結構的工業安全性
安全性是關鍵基礎結構不可或缺的一環,在供水系統中扮演重要角色。為了防止工廠遭受網路攻擊,西門子提供「Defense in Depth」(深度防禦)概念。工業安全服務支援提早偵測潛在漏洞和威脅。西門子與客戶共同合作,實行系統強化、防毒管理、網路隔離等主動措施,長期保護廠房安全。
Scalance S 是其中一個產品系列,可整合至辦公室和 IT 世界的安全結構,作為保障工業環境通訊網路安全的基礎。
Automation Firewall 系列可實行 Simatic PCS 7 和 Simatic WinCC 專用的特殊保護機制,以便保護工廠。Sinema Remote Connect 管理平台協助使用者以便利又安全的方式,遠端存取大範圍分散式廠房、站點或遙控中心。早在產品和系統的設計及開發階段,西門子就最為重視 IT 安全(包括符合 IEC 62443、ISO 27001 等標準的認證)。

工業通訊作為數位化解決方案的基礎
西門子也會展示其堅強的工業強固通訊產品組合陣容。例如,Simatic-RTU3000C 系列精巧且節能的遙控中心適用於無需本地供電的應用。透過其種類齊全的模組化遙控中心,就能根據各種需求調校和擴充子站點,並整合至異質自動化環境。

現場裝置連接的全新觀點 – 插入式生產
透過安裝在流程設備附近的 Simatic CFU (Compact Field Unit) 現場分配器,西門子為現場層級的供水產業工廠數位化奠定了基礎。連接的裝置為自動定址。這個新穎的 Profibus 和 Profinet 實作概念兼具點對點配線的單純性與數位現場匯流排的可擴充性。

流程儀表應用
在博覽會展示的工業供水型號已完全整合至 Simatic PCS 7,提供各式各樣的流程儀表應用解決方案,並無縫整合至完整控制系統。同場展出的還有 Sitrans FST020 等類似裝置:透過其 Sitrans FSS200 夾持式感應器,強大的測量傳感器構成數位流量量測系統,以不變的 1% 流速高精準度,虛擬測量任何液體。電池供電的 Sitrans F M MAG 8000 流量計幾乎可安裝在任何位置,而且不會影響精準度或效能。電池供電裝置符合水錶標準 MID 和 OIML R49 的法定度量衡規定,專為自律水資源應用所設計,例如取水、配送、用水計費和灌溉。

提高試運轉和維護效率的服務
透過遠端存取,現代通訊媒體可支援試運轉及維護現場裝置等服務活動。除了維護硬體平台,流程控制系統的生命週期成本也大都取決於已安裝軟體元件的維護和保養。「Simatic Virtualization as a Service」等創新概念可協助客戶大幅減少硬體設備資本開銷,並降低服務和行政費用。此外,中央軟體與系統管理有助於簡化安全相關措施的實行工作。

合作夥伴
水資源產業的合作夥伴也會在西門子攤位展示其產品組合:
Acciona Agua 與西門子合作,共同提供最先進的工程和運作技術,促進水資源產業的數位轉型。
HACH 針對廢水、飲用水和工業用水提供水質分析解決方案,確保高飲用水品質。這個合作案結合兩家公司的專長,協助使用者將廠房最佳化,並使運作成本更加低廉。