Virtuelles Wassernetz optimiert Versorgung

Wasserwerke und Kläranlagen sind gleich nach Flughäfen die größten kommunalen Energieverbraucher. Mit der neuen Lösung von Siemens werden alle Komponenten eines Wassernetzes noch vor Beginn der Baumaßnahmen getestet und aufeinander abgestimmt.

Dieses virtuelle Engineering verkürzt die Entwicklungszeit und reduziert die Kosten für den Kunden. Wasser- und Energieverbrauch sinken, da die nötigen Pumpvorgänge und die bereitgestellten Wassermengen ebenfalls am Modell optimiert werden. Das Verfahren eignet sich sowohl für Planung und Design als auch für die Modernisierung bestehender Wassernetze. In diesem Jahr soll ein erster Prototyp vorgestellt werden.

Mehr als fünf Milliarden Kubikmeter Trinkwasser verteilen deutsche Wasserversorger Jahr für Jahr. Knapp die doppelte Menge rauscht als Abwasser durch die Kanalisation. Die Steuerung der Wasserströme hat es in sich: Zum Beispiel muss in den verschieden dicken Rohren der Wasserdruck immer in einem bestimmten Bereich liegen, Zwischenspeicher sollen nicht zu voll, aber auch nicht zu leer sein, und Pumpen dürfen auf keinen Fall trocken fallen.

Eine ausgeklügelte Automatisierungstechnik kontrolliert den Wasserfluss mit Hilfe von Steuergeräten und Sensoren, die zum Beispiel Druck und Durchflussgeschwindigkeiten messen. Das neue Entwurfsverfahren soll nun schon im Vorfeld am virtuellen Prozessmodell des jeweiligen Wassernetzes sicherstellen, dass alle Komponenten wie Pumpen oder Ventile in jeder Situation zusammenspielen.

Dazu hat Siemens Corporate Technology nach Vorgaben von Siemens Industry physikalische Modelle für alle Bausteine eines Wassernetzes und Algorithmen für die Simulation der Wasserströme entwickelt. Mit dieser digitalen Bibliothek kann die reale Automatisierungstechnik eines Wassernetzes am virtuellen Prozessmodell getestet und optimiert werden. Im zweiten Schritt werden die am Computer entwickelten Steuerungsvorgänge auf reale Steuergeräte übertragen, am Modellnetz erprobt und verfeinert. So können schnell verschiedene Szenarien durchgespielt oder Ausfälle simuliert werden. Erst wenn sich das System als stabil erweist, wird es am realen Wassernetz in Betrieb genommen. Das neue Verfahren basiert auf dem Wassermanagementsystem SIWA PLAN von Siemens, mit dem Wassernetze zu Planungs- und Trainingszwecken sowie zur Online – Betriebsoptimierung modelliert werden. (IN 2010.01.5)