Vortrag Kommunal 4.0 DWA Lehrer Obmanntagung 07.04.2016

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KOMMUNAL 4.0

Prozesseffizienz und Sicherheit in

Regenbecken durch Digitalisierung, Automation

und Vernetzung

klar!

Jahrestagung der Lehrer der Kläranlagen- und Kanal-Nachbarschaften DWA-BW | 07.04.2016

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1. Ausgangssituation Infrastruktur – Schwankungen

HST | Prozesseffizienz und Sicherheit in Regenbecken durch Digitalisierung, Automation und Vernetzung

Herausforderung: Der Bedarf und Anfall ist nicht stetig und gleichmäßig,

sondern mehr oder weniger schwankend!

Ziel: Ausgleich und Speichern

Je genauer die Daten zu Größe und Zeit eines Anfalls, desto besser sind

Dimensionierung und Planung bzw. Steuerung und Betrieb

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2. Lösung für Schwankungen

Netze mit Sondereinrichtungen zum Speichern / Regulieren von Mengen / Frachten

dimensioniert und geplant auf Basis von Annahmen, Messungen, Modellen und

Berechnungen

in erweiterter Form ausgestattet mit vernetzter Sensorik und Aktorik zur

effektiven und effizienten Prozesssteuerung bzw. Bewirtschaftung im Betrieb

Letzteres wird vollständig und umfassend erst durch die Möglichkeiten der

„Digitalisierung“ bzw. durch den Einsatz von vernetzten IT-Systemen bzw.

Cyber-Physische Systeme (CPS) mit Sensorik u. Aktorik realisierbar.

Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien ermöglichen dann eine

dynamische, echtzeitoptimierende und selbstorganisierende Infrastruktur-

Bewirtschaftung.


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2. Verbesserte Lösung durch CPS

Die Produktionsprozesse in einem Industriebetrieb sind durchaus mit

Infrastrukturprozessen /-einrichtungen für Wasser oder Abwasser vergleichbar.

Sie sind nur eine Dimension verteilter (dezentrale Systeme).

Die vernetzten Teilnehmer sind Bürger, Kommunen, Länder, Staaten, Stadtwerke,

Betreiber, Dienstleister, Industrie und Landwirtschaft sowie die Sensoren, Aktoren

und IT-Systeme.

Neue Geschäftsmodelle und Plattformen / Portale z.B. für vernetzte Leistungs-

angebote oder zum Daten- bzw. Ressourcen-Sharing können ebenso entstehen.

Daher die Überleitung von Industrie 4.0 zu Kommunal 4.0!


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3. Digitalisierung in der Wasserwirtschaft

Realität heute

Realität morgen

Realität übermorgen

Projekt KOMMUNAL 4.0

Projekt KOMMUNAL 4.0

Date

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Info

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Ents

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dung

NIRa.web

= erlaubt sowohl die Initiierung von Einzelmaßnahmen (dezentral) als auch von

übergeordneten Vernetzungsprojekten (zentral), da bereits die kleinsten Einheiten

(cyberphysische Systeme) für das "Andocken" an die Vernetzungsebene vorbereitet

sind


Regenbecken

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3. Digitalisierung in der Wasserwirtschaft


Intelli Grid Intelligente Beckenreinigung

Intelli Screen Automatische Belegstärkenregelung

Intelli Pump Kennliniengenaue Steuerung

EMA Mengenerfassung

NiRA.web Niederschlagsdatenportal

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4. Digitalisierung bei der Beckenreinigung

Systemkomponente HydroMatic und TeleCam mit IntelliGrid Erfassung von Verschmutzung im Regenbecken nach Einstau (Originalbild) mit HST TeleCam. IntelliGrid-

Automation ermöglicht die ergebnisorientierte Reinigung mit manueller oder automatischer

Verschmutzungsdetektion


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5. Digitalisierung beim Feststoffrückhalt

Systemkomponente HydroMatic mit IntelliScreen Automatische Regelung der Belegstärke der Filterschicht auf Rechenstäben durch regelbare

Antriebstechnik, die variable Reinigungsgeschwindigkeiten ermöglicht und sich abhängig vom

Oberwasserfüllstand automatisch einstellt.


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6. Digitalisierung bei der Abschlagsmengenmessung

EMA - Systemkomponente HydroMatic und Scada.web Variable mechanische Konstruktion zur hochgenauen kontinuierlichen Messwerterfassung mit E-Skalen-

Optik, präziser Justierung der Sensorik, digitalem Höhenfestpunkt zur automatischen Kalibrierung und

hochauflösendem Messprofil..


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7. Digitalisierung im Pumpenbetrieb

Systemkomponente IntelliPump IntelliPump-Automation ermöglicht die maximale Effizienz und Betriebssicherheit zur kontinuierlichen

Überwachung, Analyse und energieoptimierten Steuerung und Regelung von Pumpen

Die Pumpe läuft im optimalen Arbeits- bzw. Betriebspunkt, wenn der max. Wirkungsgrad der Pumpe

erzielt wird.

-> max. Energieeinsparung

-> max. Lebensdauer der Pumpe

Mit Veränderung der Pumpendrehzahl (Frequenz) verschieben sich die Pumpenkennlinien und damit

auch der optimale Arbeitspunkt der Pumpe


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8. Trends der Digitalisierung bei Regenbecken

NiRA.web - Niederschlagsdaten präzise und online verfügbar Wissen, wann und wie viel es regnet – reale Informationen zu Niederschlägen. Lokale Datenarchive und

72-h-Prognose werden mit Automationsebenen von Anlagen und Aggregaten für niederschlagsbasierte

Steuerungen verbunden.


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9. Verbesserte Lösung durch Kommunal 4.0

KOMMNUNAL 4.0

Internet der Dinge

Herausforderungen

Objekte/Infrastruktur

Ideen und

Technologien


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10. Das Förderprojekt Kommunal 4.0

16 Sieger aus 130 Bewerbern im Ideenwettbewerb Smart Service Welt

Fakten: 3 KMU, 3 wissenschaftliche Partner

assoziative Partner

Beantragte Projektsumme: ca. 4,5 Mio. €

Laufzeit: 36 Monate

Projektziele: webbasierte Daten- und Serviceplattformen

innovative Anwendungstools

Geschäftsmodelle

KOMMUNAL 4.0

HST

Südwasser

GmbH

GECOC

IEEM gGmbH

Ifak e.V

Pegasys GmbH


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= systemischer Einsatz (ökologisch, sozial und ökonomisch) nachhaltiger Produkte,

Dienstleistungen, Technologien, Prozesse und Infrastrukturen, unterstützt durch

hochintegrierte und vernetzte Informations- und Kommunikationstechnologien


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•

• Mittelbeschaffung

• Sharing

• Sinkkästenmana- gement

• Übergeordnete Kanalnetzbewirt-schaftung

• Auf Basis dynamischer Simulationen von Komponen- ten und Objekten

• Fremdwasser

• Bemessung mit NIRa.web

• Energie- und Wärmeanalyse aus Abwasser

Design/ Engineering

Benchmark

Beschaffung Betriebs-

optimierung


Anwendungsentwicklungen


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IT-Sicherheitsgesetz

Rechtsfragen

Kritische Infrastruktur

ISMS

Mensch

Hard- und

Software


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11. Kommunal 4.0 – Wirkungsfelder

SMART Cities / SMART Connected Communities

ENERGIE WASSER VERKEHR ABFALL ABWASSER FACILITIES

WASSERWERKE

TELEKOM-

MUNIKATION

WEITERE

HANDLUNGS-

FELDER

KLÄRANLAGEN

VERSORGUNGS-

NETZ KANALNETZE

HOCHBEHÄLTER REGENBECKEN

BRUNNEN PUMPWERKE

FINANZEN /

GEBÜHREN

RECHT /

ORDNUNG

IT-SICHERHEIT

E-GOVERNMENT

SOZIALES /

KULTUR

GESUNDHEIT

VERWALTUNG /

ORGANISATION

SICKERWASSER STROM

GAS

Lösungsebene

Wirkungsebene

LEGENDE:

BILDUNG /

ARBEIT

SICKERWASSER

Energieeffizienz

Workflow-Optimierung Leistungssteigerung

Planungssicherheit / Investitionsreduzierung



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12. Kommunal 4.0 – Pilotprojekte FÜR DIE BESTEN KOMMUNAL 4.0 – IDEEN

Pilotprojekte

Beraten

Teilnehmen

Durchführen

Welche Idee haben Sie?


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HST Systemtechnik GmbH & Co. KG

Heinrichsthaler Straße 8

59872 Meschede

GERMANY

Telefon +49 291 9929 0

Telefax +49 291 7691

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Vielen Dank

für Ihre Aufmerksamkeit!

Dipl. Ing. Günter Müller-Czygan

Telefon +49 291 9929-44

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