Abwasser-Aufbereitung trifft Industrie 4.0 Eine Wasseraufbereitung wird zum Industrie-4.0-Musterschüler

Autor / Redakteur: Dominik Stephan / Nico Litzel

Ausgerechnet eine Abwasseraufbereitung wird zum Vorzeige-Projekt der Anlagen-Digitalisierung: In Wiesbaden erprobt der Standortbetreiber Infraserv zusammen mit Samson ein digitales Informationssystem für Anlagenbetrieb und Dokumentation. Erste Hürden sind genommen – aber die beiden Partner haben noch viel vor.

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Als gemeinsames Pilotprojekt werden im Rahmen der Entwicklungskooperation zwischen Samson und Infraserv Wiesbaden die Prozesse der Biologischen Abwasserreinigungsanlage (BARA) des Industrieparks optimiert.
Als gemeinsames Pilotprojekt werden im Rahmen der Entwicklungskooperation zwischen Samson und Infraserv Wiesbaden die Prozesse der Biologischen Abwasserreinigungsanlage (BARA) des Industrieparks optimiert.
(Bild: Infraserv Wiesbaden)

Alles auf einen Blick: Die biologische Abwasserreinigung, besonders die von industriellen Abwässern, ist komplex, vielschrittig und muss flexibel auf Durchsatz und Schmutzfrachten reagieren können. Zwar sind moderne Kläranlagen selbstverständlich mit einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren ausgestattet, doch bei mehreren hundert bis einigen tausend Messstellen kommen auch erfahrene Betriebsleiter schon Mal an ihre Grenzen. Hilfe verspricht – wie so oft – die Digitalisierung. Diese könnte nicht nur einen Betrieb anhand belastbarer Kennwerte ermöglichen, sondern auch die lästige Dokumentationspflicht gleich miterledigen.

Das zumindest hoffen Standortbetreiber Infraserv Wiesbaden und Ventil- und Prozessautomations-Spezialist Samson: Die beiden Unternehmen wollen bei der Wasseraufbereitung 4.0 an einem Strang ziehen – erste Ergebnisse liegen jetzt aus Wiesbaden vor. „Als Industrieparkbetreiber sind wir dabei, neue digitale Kompetenzen aufzubauen, um den Wandel in Richtung einer digital gesteuerten Industrie 4.0 mitzugehen. Es geht dabei um bessere Effektivität und höhere Effizienz unserer eigenen Ver- oder Entsorgungsanlagen“, erklärt Jörg Kreutzer, Geschäftsleiter Infraserv Wiesbaden. Das Mittel zum Zweck: Das neue Bara-Informationssystem (steht für Biologische Abwasser Reinigungs-Anlage), dass etwa 1.800 unterschiedliche Messgrößen., Analytik-Daten aus dem Labor sowie Archivwerte der vergangenen zehn Jahre auf einer Samson-IIoT-Plattform bündelt.

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Da die im System erfassten Daten sich durch eine wesentlich höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnen, erlauben sie die Ableitung präziserer Kennzahlen, erklären die Partner. Die komplexen Verfahrensschritte bei der biologischen Abwasseraufbereitung lassen sich so leichter und exakter analysieren. Ausgewählte Parameter wie die Schmutzfrachten in den einzelnen Verfahrensstufen können zudem über frei wählbare Zeitstrahle visualisiert werden. Das neue System ermöglicht außerdem die Erstellung eines digitalen Betriebstagebuchs und die automatisierte Berichterstellung für die Betriebsleitung wie auch für die Behörden, denen die Überwachung der Anlage obliegt. Der BARA-Betrieb wird zusätzlich erleichtert durch die automatisierte Planung von Probeentnahmen mit entsprechendem Etikettenausdruck.

Erste Phase der Abwasser-Aufbereitung 4.0 ist abgeschlossen

Der Startschuss für das Pilotprojekt fiel bereits im vergangenen Jahr. Jetzt konnte mit dem Abschluss der ersten Phase ein bedeutender Meilenstein erreicht werden, erklärt Kreutzer. Das System sei nun reif für den Übergang in den aktiven Betrieb, so der Standort- Geschäftsleiter. Damit startete im Januar 2021 die zweite Phase, bei der die IIoT-Plattform zu Datenanalyse herangezogen werden soll. Dabei werden mit dem Beginn der systematischen Datenerhebung vom Projektteam Kennzahlen definiert und vom System berechnet. Diese sollen für weitergehende und der Prozessoptimierung dienende Datenanalysen herangezogen werden können, erklären die Beteiligten. Sukzessive sollen in den kommenden Monaten immer mehr zusätzliche Prozessdaten in das System integriert werden. So sollen auch neue Zusammenhänge zwischen den Stoffzuflüssen der Standortunternehmen und den Betriebsmitteleinsätzen aufgedeckt werden.

Die Samson-Plattform soll dabei unterschiedlichste Datenquellen einbeziehen und mithilfe der neu programmierten Schnittstellen eine umfassendere „Connectivity“ der Anlage bzw. des Systems ermöglichen als es bisherige Leitsysteme konnten. Dazu kommt die Möglichkeit, Zeitreihendatenbanken zu erstellen, die eine leistungsfähige Aufbereitung und Analyse der Daten inklusive vielfältiger Visualisierungsoptionen bieten.

Countdown für Zündung der dritten Stufe

Im Laufe des ersten Halbjahres 2021, so die Planung, wird das Projekt sukzessive in Phase 3 übergehen, bei dem es neben der Datenanalyse auch bereits in Richtung digitale Prozesssteuerung geht. Hierfür sollen von den Projektpartnern selbstlernende KI-Algorithmen (Künstliche Intelligenz) entwickelt und eingesetzt werden, die Vorschläge für die verbesserte Anlagen- und Prozesssteuerung berechnen. Perspektivisch soll so schrittweise auf eine – 4 – weitgehend automatisierte Prozesssteuerung umgestellt werden, wobei die ermittelten Parameter direkt einzelne Prozessparameter ansteuern.

Dieser Artikel stammt von unserem Partnerportal Process.

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