Emerson-Ovation-Verteiltes Steuerungssystem: Intelligentere Betriebsabläufe in den Bereichen Energie und Wasser

In der Energie- und Wasserversorgungsbranche sind Betriebseffizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit die zentralen Anforderungen an kapitalintensive Versorgungsunternehmen. Das Emerson Ovation™-Verteilte Steuerungssystem (DCS) hat sich nach über 30 Jahren Entwicklung zu einer Schlüsseltechnologie der industriellen Automatisierung in diesem Bereich entwickelt; die weiterentwickelte Version Ovation 4.0 definiert mit ihrer softwaredefinierten, skalierbaren Architektur den Automatisierungsstandard der Branche neu und treibt die Transformation von Energie- und Wasserversorgungsprozessen hin zur Digitalisierung, Dekarbonisierung und Intelligenz voran.

Ovation: Die Zukunft der industriellen Automatisierung gestalten

Seit seiner Einführung widmet sich die Automatisierungsplattform Ovation der Optimierung der Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz globaler Stromerzeugungs- und Wasserversorgungsinfrastrukturen sowie der Förderung einer nachhaltigen Entwicklung dieser Sektoren. Speziell auf die Merkmale von Strom- und Wasserversorgungsunternehmen mit hohen Anlageninvestitionen zugeschnitten, entwickelt sie sich kontinuierlich im Einklang mit den branchenspezifischen Entwicklungs­trends und unterstützt Betreiber dabei, den Wandel von der traditionellen zentralisierten Stromerzeugung hin zu einem diversifizierten, kohlenstoffarmen und digital vernetzten Anlageportfolio zu vollziehen.

Die Veröffentlichung von Ovation 4.0 stellt einen Meilenstein in der Entwicklung dieser Plattform dar und baut auf Emersons bewährtem Automatisierungserbe auf – mit einer flexiblen, softwarezentrierten Architektur, die eine langfristige operative Transformation unterstützt. Im Gegensatz zu starren Modernisierungslösungen ermöglicht Ovation 4.0 Versorgungsunternehmen den schrittweisen Einsatz neuer Funktionsmodule und findet dabei die perfekte Balance zwischen technologischer Innovation und ununterbrochenem Tagesbetrieb. Es integriert fortschrittliche Analysen, Grid-Edge-Intelligenz, benutzerfreundliche Bedienoberflächen sowie künstliche-Intelligenz-gestützte Entscheidungshilfen in ein einheitliches Steuerungsökosystem und schafft damit eine Komplettlösung für die Automatisierung von Versorgungsunternehmen.

Praktische Anwendungsergebnisse haben den Wert der Plattform vollständig bestätigt: Versorgungsunternehmen, die Ovation-Systeme einsetzen, haben messbare Leistungsverbesserungen erzielt, beispielsweise eine deutliche Senkung der Zwangsabschaltquoten, eine optimierte Wirkungsgrad-Effizienz von Stromerzeugungsanlagen sowie stabilere Wasseraufbereitungsprozesse. Indem Ovation 4.0 die Komplexität industrieller Automatisierungssysteme vereinfacht und die Risiken von Transformationsprojekten minimiert, unterstützt es Unternehmen dabei, moderne, widerstandsfähige Betriebssysteme aufzubauen, die hohe Verfügbarkeit kritischer Infrastruktur sicherzustellen und letztlich nachhaltige Entwicklungsziele zu erreichen.

Kernvorteile von Ovation 4.0

Der Wettbewerbsvorteil von Ovation 4.0 liegt in seiner umfassenden Optimierung für die tatsächlichen betrieblichen Anforderungen der Energie- und Wasserwirtschaft – von der Skalierbarkeit der Infrastruktur über die Betriebsflexibilität und Systemeffizienz bis hin zur intelligenten Entscheidungsfindung; damit bietet es Versorgungsunternehmen eine ganzheitliche Lösung.

Zukunftsfähige Infrastruktur

Die Ovation 4.0 ist darauf ausgelegt, sich an die dynamischen Veränderungen der Marktnachfrage, der regulatorischen Rahmenbedingungen und der Portfolios an Energieerzeugungsanlagen anzupassen. Ihre softwarebasierte Architektur ist hochgradig kompatibel mit neuartigen Technologien wie der Integration erneuerbarer Energien ins Stromnetz, dem Management dezentraler Energiequellen und fortschrittlichen Wasseraufbereitungsverfahren. Versorgungsunternehmen können mithilfe dieser Plattform bestehende Automatisierungsanlagen modernisieren und gleichzeitig eine nahtlose Anbindung an zukünftige neue Systeme gewährleisten – wodurch die Nutzungsdauer der Automatisierungsinvestitionen verlängert und die Rendite maximiert wird.

Verbesserte betriebliche Flexibilität

Die Plattform unterstützt eine maßgeschneiderte und skalierbare Konfiguration, die an die spezifischen betrieblichen Anforderungen verschiedener Kraftwerke sowie Wasserversorgungs- und Abwassernetzwerke angepasst werden kann. Ob es sich um eine einzelne, kleinräumige Anlage oder ein großräumiges, mehrstandortiges Versorgungsnetz handelt – Ovation 4.0 kann die Systemkapazität und funktionalen Module erweitern, ohne den laufenden Produktionsbetrieb zu unterbrechen. Diese Flexibilität ist besonders wichtig für Versorgungsunternehmen mit gemischten Anlagenbeständen, darunter thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke und Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien, und unterstützt sie dabei, eine einheitliche und effiziente Verwaltung ihrer vielfältigen Anlagen zu erreichen.

Verringerte Systemkomplexität

Ovation 4.0 durchbricht die traditionellen Informationssilos in der Energie- und Wasserversorgungsbranche, indem es sämtliche Betriebsdaten in einer einheitlichen Steuerumgebung integriert. Dadurch wird eine nahtlose Datenübertragung und -freigabe über alle Prozesse hinweg – von der Stromerzeugung und Energieverteilung bis zur Wasseraufbereitung – ermöglicht, was die Koordinationseffizienz der einzelnen Geschäftsbereiche verbessert und den Bedarf an manueller Intervention bei Datenerfassung und -verarbeitung reduziert. Versorgungsunternehmen, die diese integrierte Architektur einsetzen, konnten den Fehlerbehebungszyklus von Anlagen und Systemen deutlich verkürzen sowie die Nacharbeitsrate bei Engineering-Design und Inbetriebnahme senken und so die betriebliche Effizienz wirksam steigern.

Verbesserte Lageeinschätzung

Ausgestattet mit fortschrittlicher Datenvisualisierung, intelligenter Alarmverwaltung und professionellen Analysetools bietet Ovation 4.0 den Bedienern eine umfassende, Echtzeit-Übersicht über den gesamten Betriebsprozess. Die Bediener können den aktuellen Betriebszustand, die Einschränkungsbedingungen und die Entwicklungstrends des Systems klar erfassen und schneller sowie präziser auf abnormale Betriebsereignisse reagieren. In der Praxis von Leitständen hat diese verbesserte Situationswahrnehmung sich als wirksam erwiesen, um die Reaktionszeit der Bediener auf Störungen zu verkürzen und die Anzahl betrieblicher Abweichungen zu reduzieren, wodurch die Stabilität des gesamten Systems erhöht wird.

Cloud-fähige Funktionen

Das cloudfähige Design von Ovation 4.0 ermöglicht Versorgungsunternehmen, neue Regelungsstrategien in einer isolierten Cloud-Umgebung zu entwerfen, zu testen und zu verifizieren, bevor sie tatsächlich bereitgestellt werden. Dieses Modell reduziert nicht nur die betrieblichen Risiken, die durch direktes vor-Ort-Debugging entstehen, sondern beschleunigt zudem die Geschwindigkeit technologischer Innovation und Anwendung. Durch die Simulation und das Testen von Systemänderungen in der Cloud können Unternehmen die Machbarkeit und Auswirkungen dieser Änderungen umfassend bewerten und sicherstellen, dass die Anpassung des Regelungssystems den normalen Produktionsbetrieb nicht beeinträchtigt.

KI-gestützte Entscheidungshilfe

Eingebettete KI-Werkzeuge sind ein zentrales Highlight der Ovation 4.0, die Versorgungsunternehmen prädiktive und präskriptive Analyseerkenntnisse liefern können und so eine wissenschaftlich fundierte Instandhaltungsplanung sowie eine Optimierung des Betriebs unterstützen. Indem das KI-System frühzeitige Anzeichen einer Leistungsverschlechterung von Anlagen und von Prozessineffizienzen erkennt, ermöglicht es den Betreibern proaktive Entscheidungsfindung und verändert damit das traditionelle, auf Störungen nachfolgende Instandhaltungsmodell hin zu einer prädiktiven Instandhaltung. Praktische Anwendungen zeigen, dass Versorgungsunternehmen, die diese Funktion der prädiktiven Analyse nutzen, die Anzahl ungeplanter Instandhaltungseinsätze reduziert und die Gesamtlebenszykluskosten ihrer Anlagen gesenkt haben.

Umfassende Lifecycle-Unterstützungsdienstleistungen

Emerson bietet nicht nur die Ovation-Hardware- und Softwareplattform, sondern ergänzt diese auch durch ein umfassendes Paket professioneller Lifecycle-Supportdienstleistungen, darunter Systemingenieurdesign, Cybersicherheitsbewertung, Plattform-Upgrades und langfristiger technischer Support. Dieser Rundum-Service stellt sicher, dass Versorgungsunternehmen den sicheren, stabilen und wirtschaftlichen Betrieb der Ovation-Anlage während ihres gesamten Lebenszyklus aufrechterhalten können und löst die Sorgen der Unternehmen im Zuge der Systemanwendung und -aktualisierung.

Robuste Cybersicherheitslösungen

Vor dem Hintergrund zunehmender Cyberbedrohungen für industrielle Leitsysteme verfolgt Ovation 4.0 eine mehrschichtige Cybersicherheitsstrategie, die vollständig mit den weltweiten Sicherheitsstandards für Versorgungsunternehmen übereinstimmt. Durch die Kombination aus sicherem Systemdesign, strenger Zugriffskontrolle, Echtzeit- und kontinuierlicher Überwachung sowie einer sinnvollen Netzwerksegmentierung schafft sie eine solide Sicherheitsbarriere für kritische Infrastrukturen in der Energie- und Wasserversorgungsbranche und widersteht damit wirksam der stetigen Weiterentwicklung von Cyberbedrohungen – so wird sowohl die Informationssicherheit als auch die Betriebssicherheit des Systems gewährleistet.

Funktionsweise des Ovation-Verteilten-Leitsystems

Das Ovation-DCS realisiert eine effiziente und intelligente industrielle Steuerung, indem es die Echtzeit-Steuerung auf Feldebene, die betriebsweite Betriebskoordination und den datenbasierten Zugriff auf Unternehmensebene in einer einheitlichen, modularen Architektur integriert und dadurch eine geschlossene Schleife aus „Datenerfassung – Logikverarbeitung – intelligente Analyse – Entscheidungsausführung“ bildet.

Feldgeräte und Subsysteme erfassen Echtzeit-Betriebsdaten und übertragen diese an verteilte Steuerungen, in denen die vorkonfigurierte Steuerlogik mit deterministischer Leistung und hoher Verfügbarkeit ausgeführt wird, wodurch Echtzeitfähigkeit und Genauigkeit der Feldsteuerung gewährleistet werden. Die erfassten Prozessdaten werden verarbeitet und kontextualisiert und anschließend den Bedienern über benutzerfreundliche Arbeitsstationen mit übersichtlichen Schnittstellen und effizientem Bedienkonzept präsentiert, sodass die Betriebszustände auf einen Blick erfasst werden können.

Fortgeschrittene Analyseverfahren und KI-Anwendungen laufen kontinuierlich im Hintergrund und bewerten die aktuellen Echtzeit-Betriebsbedingungen des Systems, identifizieren potenzielle Betriebstrends, Ineffizienzen und Risikopunkte. Sobald im System abnorme Abweichungen auftreten, liefert das Ovation-System nicht nur Rohdaten, sondern auch handlungsorientierte Entscheidungshilfen, die Bediener und Ingenieure dabei unterstützen, sich auf die Erstellung und Umsetzung korrigierender Maßnahmen zu konzentrieren und die Effizienz der Störungsbehebung zu verbessern.

Das modulare Design des Ovation-Systems ist der Schlüssel zu seinem stabilen Betrieb und seiner flexiblen Erweiterung: Steuerungs- und Ausführungsfunktionen, Datenvisualisierung, erweiterte Analysen sowie Datenintegration sind keine isolierten Funktionsbereiche, sondern koordinierte und miteinander verknüpfte Komponenten. Dieses Design ermöglicht es Versorgungsunternehmen, den stabilen Betrieb des Kerndystems aufrechtzuerhalten, während sie schrittweise fortschrittliche digitale Technologien einführen und anwenden – und so eine stufenweise Modernisierungs- und Aufrüstung des Automatisierungssystems realisieren.

Anwendungsszenarien von Ovation im Energie- und Wasserverteilungssektor

Ovation DCS wurde speziell für die Stromerzeugung sowie die Wasser- und Abwasseraufbereitung entwickelt und adressiert präzise die besonderen betrieblichen Herausforderungen und regulatorischen Anforderungen dieser beiden Branchen; es hat in beiden Bereichen hervorragende Anwendungsergebnisse erzielt.

In der Stromerzeugungsbranche unterstützt Ovation die gesamte Bandbreite von Stromerzeugungsanlagen, darunter Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke und Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien. Damit lässt sich eine präzise Steuerung zentraler Komponenten und Systeme wie Turbinen, Kessel, Hilfsanlagen (Balance-of-Plant) sowie Schnittstellen zur Stromnetzanbindung realisieren. Versorgungsunternehmen, die das Ovation-Automatisierungssystem einsetzen, konnten die Gesamtverfügbarkeit ihrer Kraftwerke steigern, die Inbetriebnahmesequenz der Aggregate optimieren und durch eine genauere Prozesssteuerung die Emissionsintensität senken – was im Einklang mit dem Trend einer kohlenstoffarmen Entwicklung der Stromerzeugungsbranche steht.

In der Wasser- und Abwasseraufbereitungsindustrie bietet Ovation zuverlässige Automatisierungssteuerung für die gesamte Prozesskette – von Wassergewinnungsanlagen über zentrale Aufbereitungsprozesse bis hin zu Wasserversorgungsverteilungsnetzen und Berichterstattung zur Einhaltung behördlicher Vorschriften. Durch die präzise und stabile Steuerung von Chemikaliendosierung, Filtration und Wasserpumpbetrieb verbessert die Plattform nicht nur die Konsistenz der Wasserqualität, sondern reduziert auch effektiv den Energie- und Chemikalienverbrauch. Laut konkreten Fallstudien können groß angelegte Wasseraufbereitungsanlagen, bei denen eine auf Ovation basierende Optimierung abgeschlossen wurde, Energieeinsparungen von 5–8 % erzielen und damit die Betriebskosten von Wasserversorgungsunternehmen deutlich senken.

In dem zunehmend komplexen Betriebsumfeld der globalen Energie- und Wasserversorgungsbranche bietet das Emerson-Ovation-Verteilte-Steuersystem (DCS) eine professionelle, zukunftsorientierte Automatisierungsgrundlage für Versorgungsunternehmen. Die Ovation-4.0-Version mit ihrer skalierbaren Softwarearchitektur, fortschrittlichen Analysefunktionen, KI-gestützten Entscheidungseinsichten und robustem Cybersicherheitsschutz ermöglicht es Energie- und Wasserversorgungsunternehmen, die Betriebssicherheit und -effizienz zu verbessern sowie eine nachhaltige Entwicklung voranzutreiben – und das, ohne die Stabilität des täglichen Produktionsbetriebs zu beeinträchtigen.

Durch die tiefgreifende Integration von Automatisierungstechnologie mit den tatsächlichen betrieblichen Herausforderungen der Energie- und Wasserversorgungsbranche ermöglicht Ovation Versorgungsunternehmen, wissenschaftlichere und intelligentere Betriebsentscheidungen zu treffen, operationelle und Transformationsrisiken zu reduzieren sowie eine stabile Versorgung mit zuverlässiger elektrischer Energie und sauberem Wasser für die Gesellschaft sicherzustellen. Während die Branche weiterhin auf Digitalisierung und Dekarbonisierung ausgerichtet ist, wird sich Ovation kontinuierlich an die sich wandelnden Anforderungen der Branche anpassen und auch künftig ein verlässlicher Partner für die Energie- und Wasserversorgungsbranche auf ihrem Weg der Transformation und Entwicklung bleiben – und so die hochwertige Entwicklung der Branche heute und in Zukunft unterstützen.

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