Prozesssteuerung und Datenanalyse Erste Phase von IIoT-Pilotprojekt in der Abwasserreinigung abgeschlossen

Oktober 2019 vereinbarten Samson und Infraserv Wiesbaden (ISW) ihre strategische Entwicklungskooperation, im Januar 2020 folgte das erste Projekt: die Prozesse der biologischen Abwasserreinigungsanlage (BARA) im Infraserv-Industriepark zu optimieren. Jetzt ist der erste Meilenstein erreicht: Vergangenen Januar haben die beiden Partner Phase 1 abgeschlossen.

Phase 1: IIoT-basiertes Informationssystem

Mit Abschluss der ersten Phase ist das neu entwickelte BARA-Informationssystem in den aktiven Betriebsmodus gegangen. Grundlage hierfür ist Samsons IIoT-Plattform, die im Rahmen der Partnerschaft weiterentwickelt wurde.

Das neue System ermöglicht eine weitgehend automatisierte Erfassung und Bereitstellung von Informationen, die für den Anlagenbetrieb und die Erfüllung behördlich vorgeschriebener Dokumentationspflichten nötig sind. Gesammelt werden die Daten mittels umfangreicher Sensorik und Analytik. Aktuell geht es um rund 1.800 unterschiedliche Messgrößen.

Zur Erfassung auf der IIoT-Plattform zählt auch der Datenimport von Ergebnissen eines angeschlossenen Analytiklabors von Infraserv Höchst. Außerdem wurden im Altsystem gespeicherte Daten rückwirkend bis 2009 in das neue Informationssystem integriert.

Laut den beiden Partnern zeichnen sich die erfassten Daten durch eine wesentlich höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit aus; zudem können mit ihnen präzisere Kennzahlen abgeleitet werden. Komplexe Verfahrensschritte bei der biologischen Abwasseraufbereitung lassen sich so wesentlich leichter und exakter analysieren. Ebenfalls können ausgewählte Parameter, wie die Schmutzfrachten in den einzelnen Verfahrensstufen, über frei wählbare Zeitstrahlen visualisiert werden.

Möglich ist außerdem das Erstellen von digitalen Betriebstagebüchern und Berichten, sowohl für die Betriebsleitung als auch für Behörden, denen die Überwachung der Anlage obliegt. Der BARA-Betrieb wird zusätzlich durch die automatisierte Planung von Probeentnahmen mit entsprechendem Etikettenausdruck erleichtert. Unterm Strich soll der Anlagenbetrieb mit Abschluss von Phase 1 schon deutlich effizienter geworden sein.

„Die Zusammenarbeit zwischen Infraserv Wiesbaden und Samson ist ein gutes Beispiel für die erfolgreiche digitale Transformation von Industrieunternehmen“, sagt Dr. Andreas Widl, Vorstandsvorsitzender von Samson. „Unser Sam-Digital-Produktportfolio wurde entwickelt, um die Produktivität unserer Kunden durch systematische Erfassung, Visualisierung und Analyse von Daten aus dem Prozessfeld zu erhöhen.“ Dabei sei es wichtig, den Menschen in seinen Handlungen und Entscheidungen zu unterstützen und nicht zu ersetzen.

Phase 2 und 3: Digitale Datenanalyse und KI-basierte Prozesssteuerung

In der im Januar 2021 angelaufenen Phase 2 steht nun die Datenanalyse auf der IIoT-Plattform im Vordergrund. Mit dem Beginn der systematischen Datenerhebung werden vom Projektteam Kennzahlen definiert und vom System berechnet. Es geht dabei um Kennzahlen, die für weitergehende und der Prozessoptimierung dienende Datenanalysen herangezogen werden.

Sukzessive sollen in den kommenden Monaten dann immer mehr Prozessdaten in das Informationssystem integriert werden. Damit wollen die Partner beispielsweise auch neue Zusammenhänge zwischen den Stoffzuflüssen der Standortunternehmen und den Betriebsmitteleinsätzen auf der BARA aufdecken.

Samsons IIoT-Plattform bietet dabei den Vorteil, unterschiedliche Datenquellen einbeziehen und mithilfe der neu programmierten Schnittstellen eine wesentlich umfassendere Connectivity der Anlage schaffen zu können. Sie erstellt zudem Zeitreihendatenbanken: Diese sollen eine leistungsfähige Datenaufbereitung und -analyse inklusive vielfältiger Visualisierungsoptionen bieten.

Im Laufe des ersten Halbjahrs 2021 – so die Planung – geht das Projekt dann in Phase 3 über. Hier tritt neben der Datenanalyse auch die digitale Prozesssteuerung in den Fokus. Samson und Infraserv wollen dazu selbstlernende KI-Algorithmen entwickeln und einsetzen, die Vorschläge für die verbesserte Anlagen- und Prozesssteuerung berechnen. Perspektivisch soll so schrittweise auf eine weitgehend automatisierte Prozesssteuerung umgestellt werden, wobei die ermittelten KI-Parameter direkt einzelne Prozessparameter ansteuern.

Mehr zur Zusammenarbeit

Das Pilotprojekt von Samson und Infraserv Wiesbaden ist Teil einer zeitlich unbefristeten Zusammenarbeit für die gemeinsame Weiterentwicklung von IIoT-Plattformen für Prozessoptimierung und Anlagensteuerung. Samson betreibt hierfür seine mandantenfähige IIoT-Plattform, Infraserv entwickelt und implementiert als Industrieparkbetreiber und Serviceanbieter analoge und digitale Lösungen für diesen Aufgabenbereich.

Digitale Angebote auf Grundlage intelligenter Datenanalysen bietet Infraserv dabei unter dem Namen „KI Konzept“ an. Im Sinne der Datensicherheit erhalten Kunden über das ISW-Rechenzentrum individualisierte Zugriffe auf die geschützte IIoT-Plattform.