Auf dem Weg zu ‚Wasser 4.0‘ – Berliner Institut entwickelt mit digitalem Zwilling neue Konzepte zur Wassernutzung

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Das Hermann-Föttinger-Institut im Fachgebiet Fluidsystemdynamik an der TU Berlin entwickelt Strategien zur effizienten Wasser- und Abwasserwirtschaft. Dazu setzt das Institut auf eine mit Siemens-Digitalisierungskomponenten ausgestattete Pumpenstation als Versuchsumgebung. Die hier entwickelten Konzepte lassen sich schnell auf reale Anlagen übertragen und mittels digitalen Zwillings lässt sich das komplexe Thema der Digitalisierung einfach und erlebbar vermitteln – insbesondere für die Mitarbeiter in den Anlagen vor Ort und im Bereitschaftsdienst. 

Urbanisierung und Klimawandel stellen große Herausforderungen an eine zuverlässige Wasserver- und -entsorgung. Zum einen teilen sich in Großstädten immer mehr Menschen immer weniger Raum, zum anderen nehmen Trockenperioden sowie Starkregenereignisse zu. Das macht besonders den Abwassersystemen zu schaffen. Daher investiert die Stadt Berlin in Kooperationen mit Instituten, Hochschulen, Behörden und Unternehmen neben dem Neubau vor allem in die Aufrüstung der vorhandenen Infrastrukturen. Mit modernen Konzepten und Siemens-Technik sollen bestehende Anlagen flexibler und effizienter als bisher genutzt werden können. Essentiell dafür ist der digitale Anlagenzwilling. „Wenn ich durch die intelligente Vernetzung von vorhandenen Rückhalteeinrichtungen bereits Niederschlagsereignisse besser beherrschen kann, muss ich vielleicht sogar keine neuen Anlagen bauen – und das macht die Digitalisierung und intelligente Automatisierung in der Wasserwirtschaft auch aus ökonomischer Seite so interessant“, erklärt Professor Paul Uwe Thamsen, Leiter des Fachgebiets für Fluidsystemdynamik des Instituts für Strömungsmechanik und Technische Akustik an der TU Berlin.

Realitätsnahe Entwicklung

Als Versuchsumgebung dient eine mit Siemens-Komponenten ausgestattete Pumpstation

Welche Möglichkeiten der digitale Zwilling und die Digitalisierung insgesamt bieten, erforschen Thamsen und sein Team anhand einer Versuchsanlage. Diese Pumpenstation wurde mit hochmodernen Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen von Siemens ausgestattet. Die Lösungen beinhalten die Erfassung und Digitalisierung der Assets, die Prozessinstrumentierung, das Motor- und Pumpenmanagement, das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 sowie Systeme wie Comos für das Engineering und die Simulation von Anlagenzuständen. „Durch die Grundausstattung unseres Demonstrators können wir Kunden und Interessenten unsere Arbeiten in einem realen Umfeld zeigen. Das birgt ein großes Potenzial, auch im Hinblick auf neue Lösungen und Entwicklungen“, so Thamsen.

Digitalisierung erlebbar machen

Dr. Markus Lade (li), Leiter des Bereichs Water/Wastewater bei Siemens und Prof. Paul Uwe Thamsen im Gespräch

Durch die Integration intelligenter Werkzeuge in den Pumpenversuchsstand konnte Thamsen bereits erste innovative Konzepte umsetzen. Von Vorteil ist hier, dass der Versuchsstand mit Industriekomponenten ausgestattet ist, die so auch in vielen Abwasseranlagen im Einsatz sind. „Wir können jetzt direkt in unserer Anlage zeigen, wie sich die Lösungen in ein reales Anlagenumfeld integrieren und die Ergebnisse live im Demonstrator zeigen. Dadurch lassen sich Innovationen schneller in den Markt bringen“, freut sich Thamsen. „Mit unserem digitalen Zwilling können wir jetzt das doch recht komplexe Thema der Digitalisierung einfach und erlebbar machen – insbesondere für die Mitarbeiter in den Anlagen vor Ort und im Bereitschaftsdienst. Aus meiner Sicht ein echter Meilenstein auf dem Weg zu Wasser 4.0.“

Hier sehen Sie ein Siemens-Video zum Digital Enterprise Portfolio für die Wasser- und Abwasserindustrie.

Das Hermann-Föttinger-Institut im Fachgebiet Fluidsystemdynamik an der Technischen Universität Berlin nutzt den digitalen Zwilling zur Entwicklung neuer Strategien zur effizienten Wasserwirtschaft.

 

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