Mit Hilfe eines neuen Simulationsverfahrens kann die Automatisierungstechnik eines Wassernetzes bereits in der Designphase getestet werden. Kommunen können so die Wasserversorgung auf Versorgungssicherheit und Energiebedarf optimieren. Wasserwerke und Kläranlagen sind gleich nach Flughäfen die größten kommunalen Energieverbraucher. Das virtuelle Engineering, entwickelt von Siemens, lässt Wasser- und Energieverbrauch sinken, da die nötigen Pumpvorgänge und die bereitgestellten Wassermengen am Modell optimiert werden. Das Verfahren eignet sich sowohl für Planung und Design als auch für die Modernisierung bestehender Wassernetze.

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 wurden 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.