西门子工业物联网解决方案助力成都西汇水环境充分发挥数据洞察的效用

成都西汇水环境有限公司（成都西汇）于 2016 年创立于中国成都市，专业从事污水处理厂（站）及供水管网的建设与运营。

成都西汇旗下管理着七座工厂，包括郫都区安德园区工业污水处理厂以及团结镇污水处理厂等，日污水处理能力高达 19 万吨。尽管成都西汇历来表现不俗，但在运营污水处理厂的过程中仍面临着重重困难。

污水处理过程漫长，其中包含孤立的设备和环节。大多数步骤都涉及人工工序，自动化水平较低。但是，随着政府合规监管力度日益加大，人工流程的缺点便暴露无遗。为了从竞争中脱颖而出，污水处理厂必须设法找到实现数字化运营的方法，以满足法规要求并节约时间和成本。

2019 年，成都西汇认识到数字化转型的必要性，积极寻求工业物联网 (IoT) 解决方案。他们选择了西门子
的工业物联网解决方案 Insights Hub 来优化运营决策。这使得成都西汇得以扩展其物联网功能，使整个工厂中几乎所有关键资产和流程互联互通。他们还优化了运营透明度和运营成本（维护、能源和化学品），同时确保了出水质量。

成都西汇在实施 Insights Hub 的过程中主要解决了三大挑战。首先是水质，这是成都西汇的重中之重。过去，成都西汇使用人工流程来解决水质问题，例如溶解氧 (DO) 浓度、进水量、曝气量、化学品用量和回流比等。先通过溶解氧和氧化还原电位 (ORP) 传感器测量溶解氧浓度，再通过可编程逻辑控制器 (PLC) 将数据上传到监控和数据采集 (SCADA) 系统中。直到上述步骤完成后，才会进行调整。由于这些人工流程相当冗长，因此难以使水质保持在稳定的水平。

成都西汇面临的另一大挑战是运营成本。前三大运营成本分别是机器和零件维护、能耗和化学品。由于缺乏测量分析和流程透明度，工厂不得不过度使用化学品和进行过度处理，以确保出水符合国家法规。然而，化学品的过度使用反过来又会增加机器使用率、机器维护和能耗。

工厂非计划停机是第三大挑战。当八座污水处理厂同时运行时，一旦其中一座出现故障，不仅会影响出水的水质，还会因停机而对运营成本产生巨大影响。

利用物联网解决方案全面提高运营透明度

部署 Insights Hub 后，成都西汇开始打破壁垒，将孤立的关键资产和流程连通。MindConnect® 2040 是一种即插即用的连接解决方案，可轻松连通资产和流程。成都西汇目前还使用 MindConnect 2040 将 PLC 与关键设备和流程相连接，从而获得实时物联网数据洞察。

成都西汇还利用各种 Insights Hub 应用和解决方案进一步推动了其物联网实施的过程，其中很多解决方案都是 Siemens Xcelerator 这一软件、硬件和服务业务平台的组成部分。

例如，借助工业物联网 Asset Manager，成都西汇建立了物联网数据模型，这样他们便可以定义物联网数据采集点并管理设备资产。他们使用 Insights Hub Monitor 在云端查看所有工厂、生产线和设备，并通过自定义警报规则和响应事件来实现跨工厂和生产线的远程监控。借助 Insights Hub Monitor，成都西汇还可以检查任何资产的运行数据，并通过 Insights Hub Monitor 定义的关键绩效指标 (KPI) 警报将设备运行信息实时发送给设备提供商，让设备提供商远程进行设备故障排除。

“作为工业自动化领域值得信赖的合作伙伴，西门子提供了高质量的产品和出类拔萃的服务，”成都西汇总经理张承翚如是说。“同时，西门子
了解污水处理行业和我们所面临的挑战。Insights Hub 为正确决策和强化数字化策略提供了必要的透明度和数据驱动的洞察。“

利用物联网跟踪和节约能耗

污水处理厂需要对鼓风机等关键资产的能耗进行持续监控和评估。鼓风机的能耗占总运营成本的 50%。因此，任何能够降低鼓风机能耗的方法都对成都西汇大有裨益。根据借助 Insights Hub 对物联网数据进行的全面分析，他们现在可以将鼓风机的鼓风量与当前电价进行关联，充分利用错峰电价，以此控制鼓风机输出功率，同时确保出水质量。这样做可以将鼓风量控制在较低水平，从而尽可能降低电力成本。

“得益于 Insights Hub，关键资产现在可以得到良好管理，”成都西汇维护经理李俊文说道。“我们可以提前安排维护工作，还可以与设备提供商和服务提供商密切高效合作。”

工业物联网分析结果显示，通过对大量化学品管理模型进行优化和数字化，成都西汇成功将每月的电力成本降低了 10%，同时还使化学品成本节省了 10%。

“借助 Insights Hub，我们可以测量、分析和优化我们的流程和运营成本，”成都西汇数字化转型总监蒋宇亮说道。“我们不仅可以清楚地了解哪里存在瓶颈，还可以弄清楚故障操作与成本之间的关系。”

实现智能维护

基于从鼓风机收集的实时和历史数据，通过机器学习 (ML) 和先进的分析，可以在鼓风机发生故障之前向维护人员提前发出预警。警报可进一步报送给设备提供商来进行远程诊断或重置机器。将实时物联网数据与历史性能数据相整合的应用有助于设备提供商更准确、更快速地完成工作。

借助先进的分析和机器学习，他们的工厂维护方式得以变被动为主动，无需再采用计划的方式。现在，可以根据运行数据和实际运行状况对资产进行维修，而无需再预先安排不必要的维护或在资产已经出现故障时进行维护。这减少了停机时间，使资产能够以较高可靠性和可用性始终保持运行。

结语

通过在全公司范围内部署 Insights Hub，成都西汇不仅实现了对污水处理全过程的数字化监控和管理，还通过深入开展物联网数据分析找到了产品质量与成本之间科学、准确的理想平衡点，从而大幅节省了成本。

成都西汇在解决了自身业务挑战的同时，也将他们的行业知识和经验转化到 Insights Hub 应用中。他们融入到这些应用中的行业知识对整个行业都具有价值和意义。未来，成都西汇计划将其新开发的应用发布到 Insights Hub 应用商店，从而打造一个以服务为导向全新业务模式。他们不仅计划为主流设备提供商提供物联网应用服务，还计划为同类型的污水处理厂提供同类服务。凭借 Insights Hub，成都西汇设想为整个行业提供一种全新业务模式：运营即服务。

“凭借 Insights Hub 所赋予的透明度和数据驱动的洞察，我们找到了能够科学、准确地保持稳定水质的理想方法，同时还节省了大量成本，”张承翚说道。“我们已经构建了自有应用，可以惠及更多我们业内的企业。”