Vorstellung Förderprojekt KOMMUNAL 4.0

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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
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 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
Daten
ErgebnisseundBefehle
Information
Entscheidung
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
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Regenbecken

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3. Digitalisierung in der Wasserwirtschaft
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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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10. Das Förderprojekt Kommunal 4.0
= 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
8. Das Förderprojekt Kommunal 4.0
Anwendungsentwicklungen
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10. Das Förderprojekt Kommunal 4.0
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
SICKERWASSERSTROM
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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