Przez wiele lat technologia automatyzacji, oprogramowanie oraz komunikacja IT stworzyła podstawy nowoczesnych urządzeń dedykowanych infrastrukturze komunalnej w zakresie zaopatrzenia i utylizacji. Początkowo były to systemy mechaniczne, zazwyczaj wykonane ze stali, które zostały później uzupełnione o pierwsze półautomatyczne funkcje. Następnie wprowadzono sterowniki PLC do ich automatyzacji i monitorowania za pośrednictwem systemów SCADA.
Urządzenia oraz komponenty IT są obecnie kluczowymi elementami nowoczesnych rozwiązań. Dzięki inteligentnym algorytmom obliczeniowym i związanej z nimi technologii automatyzacji operatorzy mogą teraz wprowadzać ustawienia operacyjne dostosowane do sytuacji przez co oszczędzają energię i zwiększają bezpieczeństwo.
Tym, czego zwykle brakuje w takich rozwiązaniach, to bezpośrednie połączenie z Internetem lub integracja z systemem sieciowym. Oprócz zintegrowanych komponentów oprogramowania, inteligentne systemy posiadają jednak odpowiednie interfejsy sieciowe. W związku z tym coraz bardziej elastyczne i inteligentne systemy ewoluują, od wcześniej prostych, statycznych maszyn – do tak zwanych inteligentnych maszyn. Ale co oznacza „inteligentny” w tym kontekście? Zasadniczo, według Portera i Heppelmanna, inteligentne maszyny składają się z trzech podstawowych elementów:
- fizyczne elementy (elementy mechaniczne i elektroniczne)
- inteligentne komponenty (takie jak czujniki, mikroprocesory, przechowywanie danych, elementy kontrolne, oprogramowanie, zintegrowany system operacyjny i interfejs użytkownika) oraz
- komponenty sieciowe (interfejsy, anteny, protokoły i sieci umożliwiające komunikację między produktem a chmurą)
Inteligentne urządzenia wchodzą do cyfrowego świata gospodarki wodnej
W trakcie digitalizacji procesu zarządzania wodą, komponenty sprzętu są przekształcane na urządzenia inteligentne, tworząc tym samym kluczowy interfejs nowoczesnej strategii sieciowej. Na przykład dzięki temu pompownie, zbiorniki retencyjne, oczyszczalnie ścieków czy przelewy burzowe przekształcają się w obiekty typu SMART, co w przyszłości pozwoli im łączyć się z centralnymi platformami danych i usług za pośrednictwem Internetu. Otrzymają one również dodatkowe dane z platform zewnętrznych w celu poszerzenia ich funkcjonalności i wzajemnej komunikacji w oparciu o dane środowiskowe.
Dzięki tej wzajemnej wymianie stworzą one podstawowe elementy wysoce elastycznego i wydajnego systemu zarządzania siecią. Kluczową cechą inteligentnych systemów jest ich niezależność. Najlepszym rozwiązaniem byłoby, gdyby były one połączone z internetową platformą danych i usług, ale w tej chwili jest to jedynie wizja przyszłości. Stworzenie wydajnych platform w dziedzinie gospodarki wodnej znajduje się na wczesnym etapie transformacji cyfrowej. Lokalne, ograniczone podejście do platformy jest już przedmiotem działań badawczych; także w dziedzinie gospodarki wodnej.
Tradycyjne podejście do czyszczenia zbiorników opiera się na wykorzystywaniu urządzeń płuczących takich jak klapy lub koryta płuczące. Tutaj energia zmagazynowanej wody jest wykorzystywana do wytworzenia fali płuczącej, która przesuwa osady zalegające na dnie zbiornika. Inną możliwością jest użycie strumienicy.
Po zakończeniu opadu deszczu urządzenia znajdujące się w zbiorniku wykorzystują zmagazynowaną wodę aby do wywołania ruchu wody. Ma to na celu podniesienie zawiesiny mineralnej zalegającej na dnie. W końcowym etapie opróżniania zbiornika strumienica spycha zalegające zanieczyszczenia do odpływu w celu odprowadzenia ich do oczyszczalni ścieków.
Wcześniejsze konstrukcje opierały się głównie na oczekiwanym maksymalnym poziomie zanieczyszczenia, więc każda operacja czyszczenia odbywała się tak, jakby za każdym razem wystąpiło obliczone lub przyjęte ekstremalne natężenie zanieczyszczeń. W wyniku tego pompy strumieniowe były zawsze eksploatowane z pełną wydajnością, niezależnie od rzeczywistego stopnia zanieczyszczenia lub intensywności osadzania.
Jeśli urządzenie płuczące, posiadające generator strumienia jest połączone z kamerą i inteligentnym oprogramowaniem sterującym, powstaje inteligentna maszyna. Specjalna kamera wykrywa miejsca, w których na dnie zbiornika wciąż znajdują się osady. W następnym etapie strumień wody kierowany jest tylko tam, gdzie w rzeczywistości występuje zanieczyszczenie. Jeśli nie można użyć kamery, personel obsługujący może wprowadzić w systemie miejsca, które wymagają dokładniejszego doczyszczenia. Podczas następnej operacji czyszczenia, dysze są aktywne tylko wtedy, gdy faktycznie występuje sedymentacja. Urządzenie czyszczące może być dostosowane do zapotrzebowania i obsługiwane niezwykle wydajnie. Dzięki inteligentnemu rozpoznaniu sytuacji i wzorców można osiągnąć idealną równowagę między wykorzystaniem zasobów, a skutecznością czyszczenia.
Przedstawione wyżej inteligentne rozwiązania szczególnie dobrze nadają się dla eksploatatorów infrastruktury gospodarki wodnej jako pierwszy krok w kierunku cyfryzacji. Dzieje się tak dlatego, że ich implementacja niekoniecznie wymaga strategii cyfrowej wyższego poziomu lub instalacji kompleksowej platformy do gromadzenia danych. Omawiane systemy mogą być później połączone z przyszłymi platformami sieciowymi jako istotny element cyfrowej strategii organizacji. Po stronie operacyjnej wymagana jest specjalistyczna wiedza niezbędna do wdrożenia systemów SMART, dzięki czemu nawet pracownicy operacyjni, którzy nie są zorientowani na IT, mogą obsługiwać te systemy po krótkiej sesji szkoleniowej. Jednocześnie wśród pracowników technicznych, z których większość jest młoda, rodzi się pewien stopień ciekawości. Obie te grupy popierają jednak wdrażanie pierwszych kroków w kierunku „cyfrowej” przyszłości. Pozwala to na łatwiejsze wdrożenie i przygotowanie się do przyszłej adaptacji cyfrowej na poziomie całej organizacji.
Źródło: https://www.thesourcemagazine.org/