Energieversorgung bei Brauereien Energieversorgung überwachen mit Steuerungstechnik

Autor / Redakteur: Nils Otterpohl, Joachim Ledermann / Matthias Back

Eine stabile Energieversorgung ist das A+O für eine Brauerei. Deshalb hat der Betreiber bei einem Umbau die konventionelle Datenübertragung der Leitstelle auf moderne Bustechnik umgerüstet.

Firmen zum Thema

Die 1878 gegründete Brauerei Karlsberg bietet neben der Kernmarke Karlsberg Ur-Pils auch Weizenbier, alkoholfreies Bier und Biermixgetränke an.
Die 1878 gegründete Brauerei Karlsberg bietet neben der Kernmarke Karlsberg Ur-Pils auch Weizenbier, alkoholfreies Bier und Biermixgetränke an.
(Bild: Karlsberg, Wago)

Gerade in den ersten Schritten des Brauprozesses spielt die Bereitstellung der Prozesswärme eine wichtige Rolle. Andere Schritte, wie beispielsweise Kühlung und Abfüllung, haben ebenfalls einen hohen Bedarf an elektrischer Energie. Daher setzt die Brauerei Karlsberg in Homburg/Saar eine eigene Dampfturbine zur Erzeugung elektrischer Energie ein. Die Überwachung der Energieversorgung geschieht mit Steuerungstechnik von Wago. Die Brauerei verbindet die Erzeugung der Prozesswärme in Form von Dampf mit der Erzeugung elektrischer Energie durch eine Dampfturbine. Ein mit Kohle beheizter Kessel erzeugt Dampf mit einem Druck von 52 bar, der die Dampfturbine antreibt. Über ein Getriebe treibt diese wiederum einen Generator an, der eine Spannung von 3150 V erzeugt. Ein nachgeschalteter 5-MVA-Blocktransformator wandelt diese in 20-kV-Mittelspannung, die in das betriebseigene Mittelspannungsnetz eingespeist wird. Der Dampf steht dann für den Brauprozess zur Verfügung. Auf diese Weise können wir durchschnittlich 45 % unserer elektrischen Energie selbst erzeugen“, sagt Peter Baltes, verantwortlich in der Brauerei für den Bereich Elektrotechnik in den Abteilungen Produktion und Energie. Eine 20-kV-Einspeisung vom lokalen Energieversorger deckt den übrigen Bedarf an elektrischer Energie.

Sichere Überwachung des Netzes

Die Brauerei verfügt über ein eigenes 20-kV-Mittelspannungsnetz, das sowohl vom EVU als auch vom Generator der Dampfturbine gespeist wird. An insgesamt sieben Stellen auf dem Betriebsgelände wandeln Transformatoren die Mittelspannung in Niederspannung für die Versorgung der elektrischen Verbraucher. „Für uns ist es sehr wichtig, dieses Mittelspannungsnetz zu überwachen“, sagt Baltes, „da ein Ausfall zum Stillstand aller Anlagen führen würde.“ Die alte 20-kV-Schutztechnik und die dort verwendeten mechanischen Schutzrelais, die gemeinsam mit dem Bau der Turbine und des Generators 1981 in Betrieb gegangen sind, sollten erneuert werden. Die Brauerei beauftragte Imtech Deutschland als technischen Gebäudeausrüster mit der Modernisierung. Moderne Schutzrelais von ABB sollten dabei die alten Schutzrelais auf der Mittelspannungsseite ersetzen. „Im Zuge der Umbaumaßnahmen wollten wir die konventionelle Datenübertragung in die Leitstelle auf moderne Bustechnik umrüsten“, nennt Manuel Müller, Leiter Schaltanlagenbau bei Imtech, eines der Ziele. In der Leitstelle überwacht das Personal nicht nur die Prozessleittechnik der Brauerei sondern gleichzeitig die gesamte Energieversorgung.

Bildergalerie

Im Laufe der Planungen kam der Wunsch auf, auch die Leistungsmessung auf der Niederspannungsseite mit in das Leitsystem zu integrieren. Stromwandler erfassen hinter den Transformatoren die aktuellen Ströme der einzelnen Stränge. Um die aktuellen Leistungen im Leitsystem verfügbar zu machen, ist ein Datensammler notwendig, der einerseits die Messwerte der Stromwandler erfassen kann, und andererseits das Fernwirkprotokoll IEC 60870-5-104 beherrscht. Bei Imtech vertraut man bei solchen und ähnlichen Anforderungen auf das I/O-System 750 von Wago. „Für das I/O-System von Wago sind für die unterschiedlichsten Signale und Bussys-teme passende Module erhältlich“, nennt Müller einen der Hauptvorteile des Systems.“ Zum Einsatz kommen bei Karlsberg für die Überwachung der Niederspannungs-Versorgung die Dreiphasen-Leistungsmessklemmen vom Typ 750-493. Als Controller für die Datensammlung verwendet man den 750-872, der das Fernwirkprotokoll gemäß IEC 60870-5-104 beherrscht. In jeder der sieben Stationen ist jeweils ein Controller installiert, der die Datensammlung, gegebenenfalls die Skalierung der Messwerte und die Übertragung über das Fernwirkprotokoll übernimmt.

In der Station, die für die Steuerung und Überwachung von Dampfturbine und Generator zuständig ist, übernimmt die Wago-SPS auch einen Teil der Steuerungsaufgaben. Hier sind auch zusätzliche I/O Module montiert, die aktuelle Werte von Drehzahlen, Öldrücken und Temperaturen an der Dampfturbine erfassen.

Umfangreiche Integrationstests

Vor dem Beginn der Umbauarbeiten in der Brauerei hat Imtech gemeinsam mit Wago umfangreiche Integrationstests durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Komponenten problemlos zusammenarbeiten. „Bei einem solchen Projekt kann man die Integrationstests nicht so ohne weiteres vor Ort durchführen“, sagt Müller, „da die Energieversorgung in der Brauerei natürlich nicht unterbrochen werden darf.“ Gemeinsam mit Joachim Ledermann, der als Systemberater Gebäudetechnik bei Wago das Projekt begleitet, hat man die notwendigen Integrationstests bei ABB in Mannheim durchgeführt. „Dadurch konnten wir sicherstellen“, so Müller weiter, „dass bereits vor der Installation 95 % der Funktionalität des Gesamtsystems fertig und getestet waren. Mit Wago als Partner haben wir schon in der Vergangenheit stets positive Erfahrungen gemacht“, fasst er die Erfahrungen zusammen: „In diesem Projekt hat vor allem der Support im Rahmen der Integrationstests sehr gut funktioniert.“

* N. Otterpohl und J. Ledermann sind Mitarbeiter der Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Minden. Kontakt: Tel. +49-571-887-0

(ID:37447670)