Technická univerzita v Berlíně zkoumá řešení, která dokážou současné městské vodovodní a kanalizační systémy ještě více zefektivnit
25.8.2020

Digitální dvojče od společnosti Siemens zajišťuje čistou vodu

Technická univerzita v Berlíně zkoumá řešení, která dokážou současné městské vodovodní a kanalizační systémy ještě více zefektivnit. Do vývoje úspěšně začleňuje digitální systémy společnosti Siemens včetně řešení pro digitální dvojče. Například digitální dvojče čerpací stanice umožňuje provádět výzkumné práce v simulovaném reálném prostředí a navrhovat inovativní koncepty pro městské vodovodní a kanalizační systémy. 

Zásoby vody: celosvětový problém

Přesun obyvatel do měst a klimatické změny mají nepříznivý dopad na přírodní zdroje po celém světě, v řadě velkých evropských měst se jedná až o 10% nárůst počtu obyvatel za pouhých 20 let. Globální oteplování způsobuje delší suchá a teplá období a narůstá počet silných nárazových dešťů. „Období sucha způsobují v sítích odpadních vod zápach a korozi. Silné srážky mohou zaplavit kanalizační systém, a to může vést ke kontaminaci životního prostředí,“ vysvětluje profesor Paul Uwe Thamsen, vedoucí oddělení systému dynamiky tekutin na Institutu dynamiky tekutin a techniky akustiky na Technické univerzitě v Berlíně.

 

Digitalizace umožňuje lepší využití vodní infrastruktury

„Náš výzkum se zaměřuje na zlepšení provozu zařízení a systémů v oblasti vodního hospodářství v Německu, zejména v Berlíně. Chceme, aby byl provoz současných systémů flexibilnější a efektivnější,“ vysvětluje profesor Thamsen. Digitalizace poskytuje důležité nástroje, například pro síťové systémy a tvoří nové možnosti datových analýz provozu a údržby. Profesor Thamsen a jeho tým nyní zkoumají některé z těchto nových možností prostřednictvím simulací reálného zařízení čerpací stanice za využití digitálního dvojčete.

 

Možnosti digitalizace ve vodohospodářském průmyslu

V současné době Siemens dokáže pro vodohospodářský průmysl navrhnout a implementovat komplexní digitální a automatizační řešení. To zahrnuje inventarizaci a digitalizaci majetku, procesní instrumentaci, napájení, průmyslovou komunikaci a zabezpečení, systém řízení motorů a čerpadel, systémy procesního řízení, inženýrské a simulační systémy.

Cílem projektu TU v Berlíně je vybudovat jednotné digitální prostředí pro veškeré informace o čerpací stanici, a to od návrhu po provozní a údržbářská data, včetně částečně autonomních systémů pro detekci a odstranění závad. Obousměrná výměna dat mezi softwarovým procesním systémem COMOS a procesním řídicím systémem Simatic PCS 7 navíc zajišťuje, že informace jsou aktuální nepřetržitě po celou dobu provozu.

 

Digitální dvojče obsahuje všechna reálná data

Na začátku projektu byly veškeré komponenty zařízení navrženy v softwaru Bentley ContextCapture pomocí fotogrammetrie a následně byly sestaveny do 3D modelu. Ten se poté načetl do systému PlantSight, kde se sjednotil s dalšími daty a vytvořil digitální dvojče zařízení.

 

„To je zásadní krok,“ zdůrazňuje Thamsen. „Ukazuje nám, že digitalizace je klíčem k úspěchu nejen pro pár greenfield projektů, ale také pro brownfieldy,“ dodává. V současné době jsou data modelu propojena s procesním řídicím systémem Simatic PCS 7, a tak je možno vytvořit kompletní digitální dvojče, které obsahuje všechna technická a provozní data závodu po celou dobu jeho životního cyklu.

 

Praxe ukazuje jasné výhody

Zapojení chytrých nástrojů do simulace všech systémů umožnilo profesoru Thamsenovi realizovat první inovativní koncepce. Například výkonové a napěťové profily lze lokálně i v cloudu analyzovat pomocí systému řízení a ochrany motoru Simocode. Navíc je pomocí PlantSight a cloudových algoritmů možné z dat zařízení odvodit možný potenciál pro optimalizaci. To může pomoci provozovatelům zařízení aktivně detekovat a odstranit běžné poruchy na čerpacích stanicích. 

 

Další konkrétní aplikace se zaměřuje na ucpávání čerpadla zbytky vláken, která se dostávají do víru odpadních vod a hromadí se na kole čerpadla. V krajním případě se čerpadlo může zablokovat. „Digitální dvojče nám umožňuje detekovat ucpávání na základě provozních parametrů a včas čerpadlo vyčistit zpětným chodem,“ říká Thamsen.

 

Nová řešení mohou provozovatelé hned začít využívat

Vzhledem k tomu, že simulované zařízení používá průmyslové komponenty, které se běžné používají v mnoha průmyslových čističkách odpadních vod, nově vyvinutá řešení mohou být velice rychle uvedena na trh. „Pomocí našeho simulovaného závodu můžeme ukázat, jak integrovat řešení v průmyslovém prostředí, a na digitálním dvojčeti tak ukázat reálné výsledky. Pomohlo nám to zkrátit čas uvedení inovace na trh,“ vysvětluje Thamsen.

 

„To, co tu máme, není jen simulované zařízení, ale malá průmyslová čerpací stanice se systémem procesního řízení, pohonnými systémy, senzory a aktuátory. Díky našemu digitálnímu dvojčeti umíme představit praktickou ukázku toho, jak vypadá digitalizace a zpřístupnit ji provozovatelům vodohospodářských podniků a personálu údržby. To je to, co z tohoto projektu dělá skutečný milník na cestě k digitalizaci vodohospodářského průmyslu: zkrátka Voda 4.0!“ uzavírá Thamsen.

Sdílet článek
Siemens Česká republika
Siemenspatří mezi největší technologické firmy v České republice a již více než 130 let je nedílnou součástí českého průmyslu a zárukou inovativních a udržitelných technologií. Se svými 10 500 zaměstnanci se řadí mezi největší zaměstnavatele v Česku. Portfolio Siemens pokrývá řešení pro průmysl, distribuované energetické systémy, veřejnou infrastrukturu a technologie budov. Odděleně vedené společnosti Siemens Energy, Siemens Healthineers a Siemens Mobility působí na trhu energetiky, zdravotnických technologií a kolejové dopravy. Český Siemens je průkopníkem v oblasti průmyslové digitalizace a automatizace a inteligentní infrastruktury, v jejichž rámci přináší zákazníkům komplexní digitální produkty a služby. Více informací naleznete na http://www.siemens.cz
Koncern Siemens AG
Siemens AG (Berlín a Mnichov) je technologická společnost zaměřená na průmysl, infrastrukturu, dopravu a zdravotnictví. Siemens vytváří účelné technologie, které zákazníkům přinášejí skutečnou hodnotu: od továren účinněji využívajících zdroje, přes odolné dodavatelské řetězce a inteligentnější budovy a energetické sítě až po čistší a pohodlnější dopravu a pokročilou zdravotní péči. Propojením reálného a digitálního světa umožňuje Siemens svým zákazníkům transformovat jejich odvětví a trhy a pomáhá jim měnit každodenní život miliard lidí. Siemens je také držitelem většinového podílu ve veřejně obchodované společnosti Siemens Healthineers, která je předním světovým poskytovatelem zdravotnických technologií a utváří tak budoucnost zdravotní péče. Siemens je rovněž držitelem menšinového podílu ve společnosti Siemens Energy, která je světovým lídrem v oblasti přenosu a výroby elektrické energie. Ve fiskálním roce 2021, který skončil 30. září 2021, dosáhla skupina Siemens celosvětově tržeb ve výši 62,3 miliardy eur a čistého zisku 6,7 miliardy eur. K 30. září 2021 měla společnost po celém světě přibližně 303 000 zaměstnanců. Další informace jsou k dispozici na internetové adrese www.siemens.com.

Siemens, s.r.o., Corporate Communications
Kontakt pro média: Mariana Kellerová
+420 602 403 594
mariana.kellerova@siemens.com

Pro ostatní informace kontaktujte naše kontaktní centrum:
+420 800 90 90 90
siemens.cz@siemens.com

Připojte se k nám na Facebooku (www.facebook.com/SiemensCzech nebo na Twitteru (@SiemensCzech, @chytramesta).

Další tiskové zprávy

Respektujeme vaše soukromí

Kliknutím na tlačítko „Souhlasím s použitím cookies" souhlasíte s uložením souborů cookies ve vašem zařízení za účelem zlepšení navigace na webu, analýzy využití stránek a pomoci nám k dosažení lepších výkonnostních a marketingových výsledků.

Více informací a nastavení