Samen met Aquafin, onder begeleiding van het consultancybureau Verhaert, werd in het najaar 2022 een voorbereidingstraject opgestart in het kader van dit project. Een behoefte-analyse werd opgesteld en een conceptoplossing en strategie werd opgemaakt voor dit traject.
Om een prototype van zo’n geautomatiseerd ontwateringssysteem te bouwen dienen allerhande sensorsystemen en regeleenheden in de huidige installatie geïntegreerd te worden zodat vervolgens (een) 'slimme' sturing(en) kan geïmplementeerd worden. Vooral de effectiviteit / goede werking van zowel de individuele sensorsystemen als de 'slimme' sturing vereisen echter nog reële validatie bij Aquafin onder de vorm van een experiment / pilootproject. Daarnaast dient ook de onderliggende OT solution architectuur verder scherpgesteld te worden. Aquafin beoogt een aanbesteding te doen voor de inkoop en integratie van de nodige sensoren enerzijds alsook voor bijkomende services om een 'slimme' sturing(en) te implementeren.
Uit een verkennend inzicht in aanbodzijde en de de state-of-the-art kan gesteld worden dat:
- Er weinig of geen bestaande oplossingen beschikbaar zijn op de markt die alle specifieke meetparameters, benodigd om de toestand aan ingang / uitgang van het ontwateringssysteem online te beoordelen, automatisch te meten via directe meting met een sensor. Er zijn dus momenteel creatieve oplossingen vereist om de benodigde metingen te kunnen verrichten.
- Het bepalen van een slimme sturing op basis van data/metingen, beschikbaar uit industriële sensoren enerzijds en uit proxy data gegenereerd uit de analytische berekeningen anderzijds, is geen standaard proces. Een slimme sturing zoals deze beoogt door Aquafin kan namelijk niet bekomen worden via trial-and-error en vereist daardoor een model. De ontwikkeling van zo'n model vereist vervolgens een inzicht in het proces, de bijbehorende parameters, evenals een grondige analyse van de beschikbare gegevens. Zowel input/output-modellen als modellen die ook de systeemdynamica van de interne processen en relaties tussen de verschillende onderdelen van het systeem beschrijven zijn mogelijke pistes die bewandeld kunnen worden. Om de effectiviteit en efficiëntie van de slimme sturing te garanderen zal een multidisciplinaire aanpak vereist zijn met samenwerking tussen experts op het gebied van procesbesturing, gegevensanalyse en het betreffende proces.
Aquafin streeft ernaar om de slibontwatering te optimaliseren door het droge stofgehalte aan de uitgang te verhogen tot het hoogst haalbare niveau zonder het centraat te vervuilen (afhankelijk van de machine minder dan 500mg/l). Dit dient gerealiseerd te worden met een zo laag mogelijk PE verbruik. Om deze doelstelling te realiseren, wenst Aquafin sensoren te plaatsen aan de ingang en uitgang van de centrifuge om een slimme regeling te implementeren welke zal beoordelen of er aanpassingen nodig zijn in de instellingen om de optimale prestaties van de centrifuge te waarborgen. Het introduceren van zo’n slimme sturing kan dan leiden tot een efficiëntere werking en besparingen op vlak van tijd, energie en kosten. Vooraleer de nodige instellingen / aanpassingen gedaan kunnen worden aan het ontwateringsproces, dienen de waardes van de parameters en de veranderingen ervan eerst waargenomen en uitgelezen te worden. Aquafin wenst een aantal parameters op te kunnen volgen, idealiter vol-automatisch (via sensoren) en in het slechtste geval semi-automatisch. :
Aquafin heeft hiervoor een aantal vragen aan de markt: Welke fysische parameters zou de sensor moeten kunnen meten om tot een goede online / at-line of inline beoordeling te komen? Hoe kunnen die dan best gemeten worden m.a.w welke ‘meetmethodes’ gebaseerd op diverse fysische eigenschappen zoals elektromagnetische straling (microgolf, infrarood), geluidsgolven (ultrasoon), geleidbaarheid (conductiviteit), optische eigenschappen (laser defractie) en chemische reacties (verbranding) kunnen worden toegepast via sensoren of analytische formules om specifieke metingen uit te voeren en welke leiden tot het beste resultaat? Wanneer dient er gemeten te worden en waar dienen deze gemeten te worden? Wat zijn dan de nodige onderliggende specificaties waaraan een sensor zou moeten voldoen? Finaal zal er gekeken worden naar de beschikbaarheid van de relevante meettechnieken en methodes bij industriële aanbieders om de verschillende meetparameters succesvol te kunnen meten.
Aquafin beoogt in eerste instantie dus antwoorden te verkrijgen op enkele pertinente vragen door middel van een uitgebreid marktonderzoek dat gericht is op het beoordelen van de technische haalbaarheid, het identificeren van de nodige specificaties van de relevante sensoren, alsook beschikbaarheid van zulke sensoren op de markt. Na de marktconsultatie wordt een tweeledige opdracht gelanceerd voor een Proof-of-Concept welke enerzijds als doel heeft een netwerk van sensoren op te zetten dat gegevens verzamelt voor analyse, modellering en besluitvorming en anderzijds als doel heeft om een slimme sturing te ontwikkelen die de het slibontwateringsproces optimaliseert
De uitkomst van dit traject omvat een haalbaarheidsstudie waarin het optimalisatieproces wordt beoordeeld voordat verdere automatisering plaatsvindt. Hierbij wordt het concept getest en gevalideerd in een realistische context, voorafgaand aan grotere investeringen (20 installaties). Deze aanpak helpt belanghebbenden vroegtijdig te bepalen of het concept praktisch en haalbaar is, met potentiële resultaten zonder aanzienlijke financiële risico's, wat kan leiden tot weloverwogen beslissingen over verdere ontwikkeling, investeringen en implementatie.
