Kommunal 4.0 – „mitdenkende“ Systemtechnik für die Wasserwirtschaft

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Wasser, das flüssige Gold. Schon heute lässt es Menschen aufbegehren, vor allem in Regionen auf der Welt, in denen es seit jeher rar und damit kostbar ist. Im arabischen Raum etwa sichern sich globale Konzerne die Wasserrechte, als würde es darum gehen, neue Ölfelder abzustecken, in immer mehr Provinzen Chinas ist der Zugang zu sauberem Trinkwasser schon heute ein Luxusgut.

Und in den USA wird eine zunehmende Grundwasserbelastung in Kauf genommen, um mit der Gas-Gewinnung durch Fracking einen ungeahnten Wirtschaftsaufschwung zu erreichen. Auf der anderen Seite verursacht der Klimawandel zunehmend Extremwetterereignisse mit sinnflutartigen Regenfällen und Überflutungen. Auch in unseren Breitengraden müssen immer mehr extreme Anforderungen an Wasserbedarfsregelung, Niederschlagsabführung und Abwasserbehandlung mit überwiegend mittleren Standardsituationen in Balance gebracht werden. Überall auf der Welt stellen sich Wasserexperten die Fragen, wie managen wir die Gegenwart und nach welchen immer dynamischer werdenden Kriterien gestalten wir die Zukunft. Neue Anforderungen in der Wasserwirtschaft, die bislang noch niemand auf dem Plan hatte. Oder doch? Schauen wir anlässlich des Weltwassertags am 22. März 2015, der unter dem Motto „Wasser und nachhaltige Entwicklung“ steht, nach Deutschland.

Hier setzen sich Experten schon länger intensiv mit Lösungen für ein zukunftsfähiges Wasserinfrastrukturmanagement auseinander. Wenn es um Umwelttechnik und Managementlösungen geht, ist insbesondere Deutschland weit vorne. Doch wie vereint man diese beiden Kernkompetenzen sinnvoll?

Zoomen wir uns dazu in die Zukunft, sagen wir in das Jahr 2025, an einen Ort irgendwo in Deutschland. Nennen wir ihn „Cleverdorf“: Wie in den Tagen zuvor hat es in Cleverdorf auch heute wieder stark geregnet. Für einen Juli ist das inzwischen schon nichts Besonderes mehr. „Klimawandel – kommt jetzt die Katastrophe?“ titeln die Zeitungen. Dabei halten sich die Folgen in Cleverdorf in Grenzen, im Gegensatz zum Nachbardorf. Es gibt keine überschwemmte Innenstadt oder vollgelaufene Keller mehr. In den letzten Jahren hat die Kommune clever gehandelt und entschieden, das Kanalnetz und das gesamte Abwassersystem zu einem „selbst denkenden“ Netz umzurüsten. Die Regenmenge kann die Kommune heute angesichts einer Anbindung an das webbasierte Niederschlagsportal NiRA.web exakt vorhersehen. Das System bietet Niederschlagsdaten als Archiv, aktuelle Daten und exakte Prognosen für die kommenden 72 Stunden. Gleichzeitig werden immer mehr Betriebsdaten von allen Objekten im System wie z.B. Pumpwerken, Regenbecken, Kläranlagen oder Wasserverbrauchsdaten auf einem zentralen Webportal gesammelt. Hier berechnen Algorithmen anhand hunderter von Kriterien das für jede Wettersituation beste Betriebsregime und geben die Daten zur Steuerung an die Objekte zurück. So ist die gesamte Infrastruktur der Kommune jederzeit auf geänderte Niederschlagsverhältnisse vorbereitet.

Clever wie Cleverdorf ist, werden diese Daten auch zur Optimierung der Betriebsabläufe genutzt, was Energie und Material spart. So lassen sich freie Kapazitäten in den einzelnen Kläranlagen besser nutzen und die Überlastung oder zu geringe Auslastung einzelner Anlagen durch eine smarte Steuerung vermeiden. Auch saisonal bedingte Schwankungen des Abwassers oder Zusätze wie z.B. durch die Datenintegration der Salzmengen des Streudienstes im Winter sind nun im Abwassersystem keine „Überraschungen“ mehr. Früher wurden all diese Daten bloß erhoben, heute sind sie clever vernetzt und erleichtern so eine vorausschauende Betriebsführung. Zusätzlich ist es der Kommune dank der zuverlässigen Vorhersage und Steuerung der Abwassermengen gelungen, die Wärmenutzung aus Abwasserströmen optimal auszuweiten. Der Energiegewinn für die Kommune ist enorm.

Eine Vision? Technisch ist vieles schon real. Die Überwachung von Maschinen, Anlagen und Sonderbauwerken durch ausgefeilte Sensorik und mobile Messtechnik ist heute vielerorts Standard, moderne Datenerfassungen und -auswertungen wie smartSCADA (für die Überwachung von Maschinen) und SCADA.web (für die Überwachung und Steuerung von Anlagen) bieten viele Möglichkeiten der Datenkontrolle und -verarbeitung. Dazu unterstützt ein objektübergreifendes Betriebsführungssystem wie KANiO® (für das Managen und Organisieren von Workflow und Reporting) eine effiziente Bewirtschaftung des gesamten Infrastruktursystems.

Nun erfolgt der nächste Schritt: die übergeordnete zentrale Integration all dieser Daten und Informationen auf einer innovativen, bedienerfreundlichen Plattform mit zugeschnittenen Lösungen und Werkzeugen für eine zukunftsfähiges Infrastrukturmanagement für die vielfältigen Aufgaben der Wasserwirtschaft und bei Bedarf auch darüber hinaus. Das ist Kommunal 4.0.

Kommunal 4.0 – „mitdenkende“ Systemtechnik für die Wasserwirtschaft 1
Kommunal 4.0 – „mitdenkende“ Systemtechnik für die Wasserwirtschaft 2

In Cleverdorf ist diese Zukunft in 2025 angekommen und der Austausch an Wissen und Erfahrung mit anderen Kommunen über Datenportale bereits Normalität. Planung und Bemessung neuer Objekte beziehen nicht nur die Vergangenheit mit ein, sondern nutzen dank innovativer Simulationswerkzeuge auch einen genauen Blick in die Zukunft, unnötige Reserven sind nicht mehr erforderlich und der demografische Wandel ist als Teil der Datenbasis kein Schreckgespenst mehr.

Wir, die HST Systemtechnik haben bereits in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Planungsbüros systemische Einsatz-und Vernetzungsvorschläge für technische und betriebliche Ausrüstung und Einrichtungen fortschrittlicher Kommunen erarbeitet und mit entsprechenden Schlüsselkomponenten die Vernetzung von IT verschiedenster Anbieter, Sensorik und Automation sowie von Maschinen und Anlagen erfolgreich umgesetzt. In der Sammlung, Auswertung und Bearbeitung von Prozessdaten und der dazugehörigen Verknüpfung mit Anwendungstechnik sehen wir den Schlüssel zu effizienten Entscheidungs- und Steuerungsprozessen sowie zu sicheren und wirtschaftlicheren Abläufen in kommunalen Betrieben. Durch die besseren Informationen lassen sich vielfach Effizienzfortschritte ohne Veränderung des Sicherheitsniveaus erreichen. Gemeinsame Entwicklungen und Projektbearbeitungen der zwei Geschäftsbereiche der HST (Maschinen & Anlagen und IT & Automation) ermöglichen die Erfüllung von Kommunal 4.0.

Fangen wir an, uns über Ihre individuellen Anforderungen zu unterhalten. Anregungen dazu geben wir Ihnen gerne auch in einem Impulsvortrag bei Ihnen vor Ort. Werden Sie Cleverdorf, wir helfen Ihnen dabei!

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