Úterý 28. května 2024
ikona hodiny30. 4. 2024 10:08

Virtuální vodárna. K čemu se hodí digitální dvojče úpravny vody?

VDT Technology, vývojář digitálních aplikací pro vodárenský průmysl, dokončil spolu s partnery inovativní vědecko-výzkumný projekt simulace a optimalizace provozu úpraven vody, jehož cílem bylo vyvinout virtuální dvojče úpravny vody a otestovat jeho využitelnost v praxi. Na projektu spolupracoval s Vysokou školou chemicko-technologickou, Ústavem pro hydrodynamiku Akademie věd ČR, Mezinárodním bezpečnostním institutem a městem Železná Ruda.

Kateřina Fričová autor

Foto: Shutterstock.com Laboratoř ve vodárně. Ilustrační foto. Foto: Shutterstock.com

Partneři oslovili město Železná Ruda, zda by se projektu zúčastnilo jako testovací autorita.  Role města spočívala v poskytnutí přístupu k technologii úpravny vody, sdílení provozních dat s výzkumníky a aktivní účasti v diskuzích během vývoje. Na základě podepsaného memoranda o spolupráci započal 12. ledna 2022 unikátní dvouletý výzkum, který se nyní dostal do cíle.

Digitální dvojče úpravny vody je aplikace na platformě Insights Hub společnosti Siemens, která využívá neuronové sítě a matematické modely k prediktivní analýze a simuluje provoz úpravny vody ve virtuálním světě. Provozovatelům to umožňuje nanečisto měnit vstupní parametry surové vody a simulovat filtrační cykly výroby pitné vody v závislosti na kvalitě zdroje vody. Ta se může vlivem meteorologických podmínek v průběhu roku výrazně měnit. V případě Železné Rudy, kde je primárním zdrojem Grádelský potok, se tak i děje.

Voda z dolů v sobě ukrývá poklad

„Digitální dvojče představuje počítačový model, který dokonale kopíruje celou úpravnu vody. Na tomto modelu můžeme provádět simulace a testovat, jak se úpravna chová při různých situacích. Takový model zároveň automaticky upozorňuje na nepříznivé situace, čímž snižuje riziko odstávek strojů a výpadku při dodávce pitné vody obyvatelstvu,“ uvedl Petr Dolejš z Ústavu technologie vody a prostředí při VŠCHT Praha.

Díky prediktivnímu algoritmu digitálního dvojčete je možné předpovídat čas do následujícího filtračního cyklu. Tato znalost poskytuje obsluze jedinečnou příležitost přizpůsobit provoz v situacích, kdy je vystaven významnému zvýšení spotřeby pitné vody, jako jsou víkendy nebo hlavní turistická sezóna v létě a vánoční období. Umí i optimalizovat délku filtračního cyklu, navrhovat potřebné úpravy v nastavení úpravny a informovat o potřebných servisních úkonech.

Skvělé na simulace a optimalizaci provozu

Součástí digitálního dvojčete úpravny vody je i systém COMOS od společnosti Siemens. V tomto sytému je vedena kompletní technická dokumentace s využitím objektové architektury, díky které lze pracovat s jednotlivými informacemi o každém prvku individuálně. Každé jednotlivé zařízení je vedeno jako objekt s konkrétní specifikací, přiřazenou dokumentací a návazností na ostatní prvky v systému. Systém sám kontroluje správnost napojení, směry toků a výskyty zařízení na schématech. Na základě vyplněných dat je možné automaticky generovat podpůrnou technickou dokumentaci, jako jsou seznamy zařízení nebo technické specifikace jednotlivých strojů. V systému lze také provádět kompletní údržbu úpravny, a to pravidelnou, preventivní, i prediktivní, a to díky propojení s monitorovacími nástroji a automatickému přenosu proměnných veličin
z měřících zařízení.

„Naše digitální dvojče úpravny vody přináší mnoho výhod ve sledování a řízení provozu. Díky aktuálním datům, která se sbírají a v reálném čase přenášejí z čidel a zařízení na úpravně vody, může obsluha sledovat a simulovat různé provozní scénáře, optimalizovat výkon úpravny vody a provádět predikci filtračních cyklů. Tento přístup umožňuje zlepšovat provoz úpravny,“ uvedl Lukáš Chalupa z VDT Technology.

Průšvih v chemičce? Rychle zasáhnou šumivé tablety

První v republice

JUDr. Tomáš Koníček z Mezinárodního bezpečnostního institutu, který se na projektu podílel posouzením bezpečnosti provozu, včetně návrhu příslušné metodiky, uvedl: „Naším hlavním úkolem v tomto projektu bylo zohlednit problematiku kybernetické a fyzické bezpečnosti, která může být často přehlížena. Velmi nás těší, že naše úsilí vedlo k vytvoření doporučení pro plánovanou aktualizaci metodiky Státního zdravotního úřadu pro posuzování rizik souvisejících se systémy zásobování vodou. Tyto změny značně posílí bezpečnost vodárenských systémů v České republice, a to jak v oblasti kybernetické, tak i fyzické bezpečnosti.

Po dvou letech vývoje je úpravna vody v Železné Rudě vůbec první úpravnou v celé republice, která má vlastní digitální dvojče. Tento pilotní projekt byl podpořen Ministerstvem vnitra ČR v rámci Programu bezpečnostního výzkumu ČR 2021–2026, zaměřeného na vývoj, testování a evaluaci nových bezpečnostních technologií (SECTECH).

Použití digitálních dvojčat v úpravnách vody představuje průlomový pokrok v oblasti vodního hospodářství. Inovativní přístup společnosti VDT Technology ukazuje potenciál pro zlepšení efektivity, rozhodování a optimalizaci využití zdrojů v oblasti vodního hospodářství. S dalším vývojem technologie digitálních dvojčat se otevírají široké možnosti pro úpravy vody nejen v České republice, ale i po celém světě.

Nejnovější články

Komora.cz
„Flexinovela“ zákoníku práce pomůže i rodičům malých dětí

Skloubit péči o děti, zároveň si udržet kontakt...

„Plánované změny pomohou trhu práce v Česku. Zaměstnanci,...

Cestovní ruch
Nekalé praktiky falešných turistických průvodců skončí

Například tržní řád hlavního města Prahy vymezuje území,...

„Jsem rád, že se podařilo najít formulaci, která...

„Od ledna 2025 si slušní poskytovatelé průvodcovských služeb...

Komora.cz
Zaměstnavatelé novelu zákoníku práce uvítají

Současná praxe, kdy může být výpověď z pracovního...

S tím úzce souvisí další změna zákoníku práce,...

Nejnovější Aktuality

Komora.cz
„Flexinovela“ zákoníku práce pomůže i rodičům malých dětí

Skloubit péči o děti, zároveň si udržet kontakt...

„Plánované změny pomohou trhu práce v Česku. Zaměstnanci,...

Cestovní ruch
Nekalé praktiky falešných turistických průvodců skončí

Například tržní řád hlavního města Prahy vymezuje území,...

„Jsem rád, že se podařilo najít formulaci, která...

„Od ledna 2025 si slušní poskytovatelé průvodcovských služeb...

Komora.cz
Zaměstnavatelé novelu zákoníku práce uvítají

Současná praxe, kdy může být výpověď z pracovního...

S tím úzce souvisí další změna zákoníku práce,...