DIGITALISIERUNG
ZUM
ANFASSEN

Demonstrator »Wassermanagement 4.0«

Digitaler Zwilling am Beispiel eines digitalen Simulationsmodells einer Anlage

Wassermanagement 4.0

Die Ausgangslage

In Deutschland, der EU und weltweit wachsen auch weiterhin die Anforderungen an Kläranlagen hinsichtlich Energieeffizienz, Reinigungsleistung, Betriebssicherheit und Betriebskostenminimierung. Die Ziele der EU-Wasserrahmenrichtlinie – gute Qualität aller Oberflächengewässer in Europa – erfordern weitere Aktionen.

Mit einem „Digitalen Zwilling“, in diesem Fall ein digitales Simulationsmodell einer Anlage, können diese Anforderungen in allen Lebensphasen von Kläranlagen besser erfüllt werden. In der Planung der Anlage kann mit integrierter Betrachtung von Verfahrenstechnik, maschinentechnischer Ausrüstung und Automatisierungstechnik in einem Simulationsmodell über die dabei nutzbaren Synergien ein Optimum bezüglich Investkosten, Betriebskosten und Anlagenleistung gefunden werden. Um die geplante Lösung so auch in der Praxis zu realisieren, braucht es aber weitere Schritte, die mit einem digitalen Zwilling unterstützt werden können. Dies ist zum Beispiel die virtuelle Inbetriebnahme von Automatisierungstechnik zur Sicherstellung der gewünschten und geplanten Funktionalität der Anlage, auch in extremen Situationen oder die regelmäßige Überprüfung der Anlage bezüglich Reinigungs- und Energieeffizienz mit Simulationsstudien.

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Die Lösung

Der Demonstrator »Wassermanagement 4.0« erlaubt es, einen „Digitalen Zwilling“ einer Kläranlage für die Anwendungen „Integrierte Planung“, „Virtuelle Inbetriebnahme“ und „Modellbasierte Betriebsführung“ im Einsatz vorzuführen.

Der Demonstrator besteht aus einem Testrack mit zwei PCs, auf denen

  • ein modifizierbares Simulationsmodell Prozess (Kläranlage mit Ausrüstung)
  • ein modifizierbares Simulationsmodell Automatisierung
  • sowie ein SPS Entwicklungssystem

installiert sind und einer SPS, auf der die entwickelte Automatisierungslösung installiert und dann mit einem simulierten Prozess verbunden wird.

Mit diesem mobilen Demonstrator können Betriebs-Ingenieur:innen, Planer:innen von Verfahrenstechnik, Maschinentechnik und Automatisierung sowie Entscheidungsträger:innen die Vorteile eines „Digitalen Zwillings“ erläutert und im Umgang mit den Werkzeugen geschult werden.

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Das hat es gekostet

Der Demonstrator »Wassermanagement 4.0« besteht hardwareseitig aus zwei PCs und einer SPS in einem Rack, Kosten ca. 8.000 €. Die für den „Digitalen Zwilling“ erforderliche echtzeitfähige Simulationssoftware wird im Institut selbst entwickelt (SIMBA) zur SPS Entwicklung können unterschiedliche Systeme eingesetzt werden.

  • Branche & potenzieller Einsatzbereich

    Wasserwirtschaft & Brauchwassersysteme

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Das leistet der Demonstrator

Der Demonstrator soll die Kernprozesse der Wasseraufbereitung, -versorgung und der Abwasserentsorgung darstellen und den möglichst realistischen Einsatz digitaler Assistenzsysteme bis hin zum Umgang mit dem digitalen Zwilling im Kontext des Wassermanagements der nächsten Generation unterstützen. Er wird in den Seminarangeboten

  • Computersimulation bei der Planung von Kläranlagen und Kläranlagenautomatisierung
  • Simulation als Werkzeug für die Planung und Betriebsoptimierung von Kläranlagen
  • Simulation zur Unterstützung von Planung und Betrieb ressourceneffizienter Anlagen
  • Virtuelle Inbetriebnahme von Anlagenautomatisierung

eingesetzt.

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ANSPRECHPARTNER

Dr. Jens Alex

Dr. Jens Alex

Nachhaltige Automation & Vernetzung
  • KONTAKT

    Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Magdeburg “vernetzt wachsen”
    c/o IFAK Institut für Automation und Kommunikationen e.V. Magdeburg
    Werner-Heisenberg-Str. 1
    39106 Magdeburg

NEUGIERIG AUF MEHR GEWORDEN?

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