
Wprowadzenie
W ostatnich latach obserwujemy znaczący postęp w dziedzinie technologii predykcyjnego utrzymania systemów pompowych. Szczególnie interesująca jest innowacyjna metoda oparta na precyzyjnej analizie parametrów ciśnienia i przepływu, która pozwala na wykrywanie potencjalnych awarii pomp głębinowych zanim te faktycznie wystąpią. W niniejszym artykule prezentujemy szczegółowe informacje dotyczące tej przełomowej technologii oraz jej praktycznych zastosowań w nowoczesnych systemach SCADA.
Zasada działania technologii
Sercem opisywanego rozwiązania jest zaawansowany system monitoringu, który w czasie rzeczywistym analizuje kluczowe parametry pracy pomp zanurzeniowych:
- Ciśnienie na wlocie i wylocie pompy
- Przepływ wody w różnych punktach układu
- Wibracje i hałas towarzyszące pracy agregatu pompowego
- Zużycie energii elektrycznej
- Temperatura silnika i elementów mechanicznych

Schemat blokowy systemu monitorowania parametrów pomp głębinowych

Wizualizacja danych zbieranych przez system monitorowania
System wykorzystuje zaawansowane algorytmy analizy danych, które na podstawie zmian w monitorowanych parametrach potrafią z dużym wyprzedzeniem wykryć symptomy zbliżających się awarii. Dzięki temu możliwe jest zaplanowanie prac konserwacyjnych i naprawczych w optymalnym momencie, przed wystąpieniem poważnej usterki.
Kluczowe komponenty systemu
Wdrażając opisywaną technologię, należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych elementów:
- Sieć precyzyjnych czujników - pomiary ciśnienia, przepływu, wibracji i innych parametrów wymagają zaawansowanych przetworników o wysokiej dokładności i odporności na warunki środowiskowe.
- System akwizycji danych - odpowiedzialny za zbieranie, wstępne przetwarzanie i transmisję pomiarów do centralnej jednostki analitycznej.
- Jednostka przetwarzania danych - wyposażona w algorytmy analizy wzorców, sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego, które identyfikują anomalie i przewidują potencjalne problemy.
- Interfejs użytkownika - zapewniający intuicyjną wizualizację danych, alarmów i zaleceń dotyczących konserwacji.
- System podejmowania decyzji - w zaawansowanych wdrożeniach może automatycznie reagować na wykryte anomalie, np. poprzez zmianę parametrów pracy pompy.
Korzyści ekonomiczne
Implementacja technologii predykcyjnego utrzymania pomp przynosi wymierne korzyści ekonomiczne dla przedsiębiorstw wodociągowych:
Główne korzyści finansowe
- Redukcja kosztów nieplanowanych przestojów - nawet o 70%
- Zmniejszenie zużycia energii - od 15% do 25%
- Wydłużenie żywotności pomp i agregatów - średnio o 30%
- Optymalizacja kosztów konserwacji - oszczędności rzędu 20-30%
- Zmniejszenie ryzyka poważnych awarii - redukcja kosztów napraw o 40-60%
Doświadczenia z wdrożeń tej technologii pokazują, że całkowity zwrot z inwestycji następuje zazwyczaj w ciągu 12-24 miesięcy, w zależności od wielkości infrastruktury i wcześniejszego stanu technicznego urządzeń.
Studium przypadku: Wdrożenie w przedsiębiorstwie wodociągowym w Arabii Saudyjskiej
W 2022 roku w Rijadzie (Arabia Saudyjska) zdecydowało się na wdrożenie opisywanej technologii w 18 stacjach pomp głębinowych, działających w wyjątkowo trudnych warunkach pustynnych. Po 12 miesiącach eksploatacji systemu odnotowano następujące rezultaty:



Zespół odpowiedzialny za wdrożenie projektu w Arabii Saudyjskiej
Parametr | Przed wdrożeniem | Po wdrożeniu | Zmiana |
---|---|---|---|
Liczba nieplanowanych przestojów | 42 / rok | 11 / rok | -74% |
Zużycie energii elektrycznej | 2,85 mln kWh | 2,11 mln kWh | -26% |
Koszty napraw | 1,2 mln SAR / rok | 0,39 mln SAR / rok | -68% |
Czas reakcji na anomalie | 6-72 godz. | 0,2-3 godz. | -96% |

"Technologia predykcyjnego utrzymania radykalnie zmieniła sposób zarządzania naszą infrastrukturą wodociągową. W trudnych warunkach pustynnych, gdzie temperatura często przekracza 45°C, niezawodność systemów pompowych jest absolutnie kluczowa. Dzięki temu rozwiązaniu znacząco zmniejszyliśmy liczbę awarii oraz zoptymalizowaliśmy koszty operacyjne."
Ahmad Al-Saleh, Dyrektor ds. Infrastruktury, Arabia Saudyjska
Jak widać, wdrożenie technologii predykcyjnego utrzymania przyniosło znaczące korzyści operacyjne i finansowe, nawet w wyjątkowo wymagających warunkach pustynnych. Szczególnie istotna jest redukcja nieplanowanych przestojów, które stanowią nie tylko problem ekonomiczny, ale mogą także prowadzić do przerw w dostawie wody dla mieszkańców regionów o ograniczonym dostępie do zasobów wodnych.
Integracja z systemami SCADA
Jedną z kluczowych zalet opisywanej technologii jest możliwość jej łatwej integracji z istniejącymi systemami SCADA. Dzięki standardowym protokołom komunikacyjnym (Modbus TCP/IP, OPC UA, MQTT) dane z systemu monitorowania mogą być przekazywane do nadrzędnych systemów zarządzania infrastrukturą wodociągową.
W przypadku systemu HydroNexis, integracja odbywa się poprzez dedykowane moduły, które zapewniają bezproblemową wymianę danych i umożliwiają pełne wykorzystanie algorytmów predykcyjnych w ramach istniejącej infrastruktury IT.
Nasz zespół specjalistów ds. integracji systemów:

Jan Kowalski
Główny Architekt Systemów

Anna Nowak
Specjalista ds. Integracji

Piotr Wiśniewski
Inżynier Systemowy

Agata Zielińska
DevOps Engineer
Przyszłość technologii i rozwój
Obecnie trwają intensywne prace nad rozwojem opisywanej technologii w kilku kluczowych obszarach:
- Zastosowanie zaawansowanych algorytmów uczenia głębokiego do jeszcze dokładniejszej predykcji potencjalnych awarii
- Integracja z systemami zarządzania energią w celu dalszej optymalizacji kosztów eksploatacji
- Opracowanie systemów samouczących się, które automatycznie dostosowują parametry pracy pomp do zmieniających się warunków
- Rozwój mobilnych interfejsów użytkownika umożliwiających monitoring i zarządzanie systemem z poziomu urządzeń przenośnych
- Tworzenie systemów predykcyjnych dla całych sieci wodociągowych, a nie tylko pojedynczych stacji pomp
Przewiduje się, że w ciągu najbliższych 3-5 lat technologie predykcyjnego utrzymania staną się standardem w branży wodociągowej, przyczyniając się do dalszego zwiększenia niezawodności dostaw wody i redukcji kosztów operacyjnych.
Zespół badawczo-rozwojowy pracujący nad przyszłymi generacjami technologii:

Dr Marek Adamski
Kierownik R&D

Dr Katarzyna Kwaśniewska
AI & Machine Learning

Prof. Robert Majewski
Hydraulika Systemowa

Dr Tomasz Duda
Przetwarzanie Sygnałów
Podsumowanie
Technologia predykcyjnego utrzymania pomp zanurzeniowych bazująca na analizie ciśnienia i przepływu stanowi przełomowe rozwiązanie dla przedsiębiorstw wodociągowych. Dzięki zaawansowanej analityce danych możliwe jest wczesne wykrywanie potencjalnych problemów, co przekłada się na znaczące oszczędności finansowe, wydłużenie żywotności urządzeń i zwiększenie niezawodności dostaw wody.
Wdrożenie tej technologii w ramach systemu HydroNexis pozwala na pełną integrację z istniejącymi systemami SCADA, co ułatwia proces implementacji i maksymalizuje korzyści z zastosowania nowoczesnych rozwiązań analitycznych.
Komentarze (4)
Marcin Kowalczyk
15 listopada 2023 | 10:23
Świetny artykuł! Wdrożyliśmy podobną technologię w naszym przedsiębiorstwie wodociągowym i faktycznie oszczędności są znaczące. Szczególnie podoba mi się część o integracji z istniejącymi systemami SCADA - faktycznie proces jest dużo prostszy niż początkowo zakładaliśmy.
Anna Wiśniewska
16 listopada 2023 | 14:45
Zastanawiam się nad kwestią bezpieczeństwa danych w takich systemach. Czy macie jakieś doświadczenia z zabezpieczaniem tego typu rozwiązań przed cyberzagrożeniami? Infrastruktura wodociągowa jest przecież krytyczna z punktu widzenia bezpieczeństwa.
Jakub Nowicki
17 listopada 2023 | 09:12
Dziękuję za pytanie, Pani Anno. To kluczowa kwestia! W naszych wdrożeniach stosujemy kilkuwarstwowe zabezpieczenia: separację sieci, szyfrowanie danych, wielopoziomową autentykację użytkowników i regularne audyty bezpieczeństwa. Dodatkowo, systemy HydroNexis mogą działać w trybie izolowanym od Internetu, co znacząco redukuje wektor potencjalnych ataków. Z chęcią podzielę się większą ilością szczegółów - zapraszam do kontaktu przez formularz na naszej stronie.
Paweł Nowak
18 listopada 2023 | 16:30
Czy planujecie webinar lub szkolenie dotyczące opisywanych technologii? Jestem z mniejszego przedsiębiorstwa wodociągowego i chętnie dowiedzielibyśmy się więcej o możliwościach wdrożenia podobnych rozwiązań w skali odpowiedniej dla mniejszej infrastruktury.
Maria Dąbrowska
19 listopada 2023 | 11:05
Dzień dobry Panie Pawle, z przyjemnością informuję, że już w styczniu 2024 roku planujemy serię webinarów na temat predykcyjnego utrzymania infrastruktury wodociągowej, z sesjami dedykowanymi mniejszym przedsiębiorstwom. Będziemy omawiać skalowalne rozwiązania i opcje wdrożeniowe dostosowane do różnych potrzeb i budżetów. Zapisy ruszą w grudniu - zachęcam do śledzenia naszej strony internetowej i mediów społecznościowych!
Andrzej Brzozowski
20 listopada 2023 | 08:17
Bardzo interesujące rozwiązanie! Czy wasze systemy sprawdziły się również w ekstremalnych warunkach klimatu górskiego? Zarządzam infrastrukturą wodociągową w jednym z karpackich uzdrowisk i borykamy się z dużymi wahaniami temperatur oraz częstymi przerwami w dostawie prądu.
Dodaj komentarz