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.
Der Demonstrator 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.