Private Funknetzwerke helfen der Wasserwirtschaft

Wie funkgestützte Infrastruktur die digitale Automatisierungstechnik voranbringt und Ressourcen schont.

 

 

 

 

 

Der Kreislauf des Wassers

Um Bäche und Flüsse sauber zu halten und um den Wasserkreislauf in Richtung Meer wieder zu schließen, muss das verschmutzte Wasser in Klärwerken gereinigt werden. Dafür sind viele Prozessschritte notwendig.Als lebenswichtiges öffentliches Gut unterliegt Wasser umfassenden Regelungen zur Bewirtschaftung.

Auch bei Starkregenereignissen muss das gesamte Abwasser gesammelt und zur Kläranlage über Meterdicke Rohre transportiert werden, ohne dass Wasser in Keller oder in Gebäude eindringen darf.

Ebenfalls in diesem Bereich zwingt die fortschreitende Digitalisierung und der Klimawandel die Unternehmen zum Handeln.

Die Arbeitsprozesse müssen effizient und möglichst mit einer positiven Energiebilanz laufen. Deshalb müssen die Systeme über zentrale Steuerung und einen hohen Grad an Automatisierung verfügen. Die richtige digitale Infrastruktur bildet auch hier die Basis für alle darauf aufbauenden Steurungs- und Informationssysteme.

Starkregen – eine Folge des Klimawandels:

Die Änderungen an unserem Wetter durch der Klimawandel hat in den letzten beiden Jahrzehnten gezeigt, dass Extremwetter immer häufiger zur Regel wird.
Der Sommer 2020 war für die Nordhalbkugel der Erde der wärmste jemals gemessene. Hitzeperioden wechseln sich mit Starkregenereignissen ab, die Rückhaltebecken und Ableitungskapazitäten an Ihre Grenzen bringen.
Der Klimawandel in den nächsten Jahren wird enorme Belastungen für die Wasserwirtschaft verursachen.
Hier sind kluge Konzepte und vor allem hohe Reaktionsgeschwindigkeit auf plötzlich veränderte Situationen erforderlich.

 

Umfrage zu Gründen zunehmender Belastung der Entwässerungssysteme

Dieser dramatische Wandel bringt eine Reihe von Herausforderungen an die Wasserwirtschaft mit sich. Die Digitalisierung soll einen Großteil dieser Herausforderungen lösen; doch wo soll man beginnen?

Alle Fachleute sind sich einig: Zuerst sollte die Basis für Digitalisierung geschaffen werden. Die Menschen (Unternehmen) müssen sich ein entsprechendes „Mindset“ (Unternehmenskultur) aneignen. Dann muss die passende IT-Infrastruktur geschaffen werden. Danach sind die weiteren Schritte auf Prozessebene erst möglich.

Private Funknetze bringen hohe Performance und Betriebs-Sicherheit

Oft bremsen langsame Netzwerkverbindungen die Arbeitsabläufe aus, da die bestehenden Datennetze nicht genügend Leistung haben.
Im Unternehmen und bei entfernten Standorten wird noch auf UMTS oder LTE für mobile Anbindungen zurückgegriffen. Diese Netze bieten leider meist nur in Ballungsgebieten ausreichend Leistung, jedoch in ländlichen Bereichen, wo sich meist die Standorte der Wasserwirtschaft befinden, sind diese entweder gar nicht oder mit viel zu geringer Leistung verfügbar.
Einen guten Lösungsansatz bieten private Funknetzwerke. Diese können sowohl auf dem Betriebsgelände als auch zwischen den einzelnen Standorten schnelle und zuverlässige Verbindungen herstellen. Dies bringt Reaktionsgeschwindigkeit wie zum Beispiel im Abwasserbereich bei Starkregen-Ereignissen, wenn jede Minute zählt.

Die Kontrolle über ein eigenes Netz bietet naturgemäß eine deutlich höhere Sicherheit.
Die Leistung in einem eigenen Netz kann genau an die Bedürfnisse des Unternehmens angepasst werden. Auch die Verfügbarkeit kann nach Bedarf relativ einfach erhöht werden (z.B. Redundanzen mit automatischer Umschaltung).

Wir haben bei Abwasserverbänden ein solches Konzept bereits erfolgreich umgesetzt.

Beispiel: Rund 30 Standorte Rückhaltebecken, Kläranlage und die Mess- und Steuerungs-Einheiten entlang der Transportwege des Abwassers wurden über ein privates Funknetzwerk zu einem Netzwerk mit einheitlicher Ethernet-Struktur zusammengeführt.
Über dieses Netz ist die Leitstelle mit allen Standorten in Echtzeit verbunden, wo Technik ferngesteuert und Sensoren ausgelesen werden. Sämtliche Steuerungsprozesse laufen so über einheitliche Schnittstellen in einem eigenen Netz ohne externe Provider. Da die Übertragungskapazitäten recht groß sind (300 Mbit/s), können künftig auch weitere Bandbreiten-intensive multimediale Dienste in diesem Netz übertragen werden.

Funknetze überwinden räumliche Grenzen

Durch die enorme Weiterentwicklung der Funktechnik ist die Einbindung von entfernten Standorten in das lokale Netzwerk über ein privates Funknetz kein Problem mehr.
Wo kein Netzwerkkabel vom lokalen Netzwerk liegt, ersetzt und ergänzt heute eine Funkanbindung mit 1 Gbit/s lokale Strukturen!. Dann kann Service-Personal direkt am Arbeitsort auf alle Daten sämtlicher Stationen zugreifen und so Zeit und Wege einsparen.

Hybride Datennetze der Turbo für die Automatisierungstechnik

Schnittstellenvielfalt und verschiedene Übertragungswege erhöhen die Komplexität bei Automatisierungs-Projekten. Hybride Datennetze aus Glasfaser, Kupferkabeln und Funksystemen, die als ausschließlichen Übertragungsweg Ethernet nutzen, reduzieren den Aufwand und vereinfachen die Integration von Low-Speed und High-Speed Anwendungen.
Die Reduzierung auf einen Schnittstellenstandard vereinfacht den Betrieb, die Wartung und die Erweiterung des Netzwerkes.
Mit nur einem Übertragungsstandard (Ethernet) verschwindet der Wirrwarr von Übertragungs-Geräten und Schnittstellen. Diese Vereinheitlichung reduziert die Komplexität und Kosten. Die Abhängigkeit von Providern kann größtenteils entfallen.
Dies schafft Freiraum für produktives Arbeiten und beschleunigt den Automatisierungsprozess erheblich.
Somit sind die hybriden Netzwerke nicht nur Motor sondern auch Wegbereiter einer effizienten Automatisierung.

 

Fazit

Die Herausforderungen durch den Klimawandel: extrem schnelle Reaktionen auf plötzliche Veränderungen, robuste und ausfallsichere Produktivsysteme, Steigerung der Produktivität der Servicemitarbeiter.
Um mit vertretbaren Ressourcen diese Herausforderungen zu meistern, müssen Potentiale ausgeschöpft werden, die die Digitalisierung bietet.

Die Top3 kritischen Erfolgsfaktoren für Digitalisierung in Ihrer Rangfolge der Wichtigkeit gemäß der Studie von Herrn Dr. C. Leyh:

1. Unternehmenskultur
2. Die richtige Hardware und Software (digitale Technologie)
3. Analyse von Big Data

Nach Meinung der Studie von Herrn Dr. C. Ley von der TU Dresden bildet die digitale Technologie stets die Grundlage der digitalen Transformation. Sie ermöglicht erst die weiteren Transformationsmaßnahmen.

Hybride Datennetze sind das Herz der Digitalisierung, denn Sie bilden die Basis der Infrastruktur auf der die digitalen Prozesse laufen!

Somit werden sie zu einem der wichtigsten Bausteine in Ihrem Unternehmen, um die Maßnahmen umsetzen zu können, die Ihre Zukunftsfähigkeit erhalten.

Wenn Sie mehr über die Vorteile hybrider Datennetze wissen möchten, klicken Sie hier

 

 

Quellennachweis:

DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser

Digitalisierung der Wasserwirtschaft

Zentralverband des deutschen Baugewerbes

Studie der TU Dresden, Fachbereich Wirtschaftsinformatik Herr Dr. C. Leyh: Erfolgsfaktoren von Digitalisierungsprojekten

Verband kommunaler Unternehmen e.V.