Störungssichere Steuerung von Wasser- und Abwasseranlagen

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Messgrößen für die Anlagensteuerung

Typische Messgrößen in Anlagen der Wasserwirtschaft resultieren aus den eingesetzten Komponenten:

• Pumpen und Förderschnecken – hier werden in der Regel Drehzahl, Frequenz, Drehrichtung, Schlupf, Gleichlauf erfasst. Damit wird beispielsweise ein Blockieren der elektrischen Antriebe durch Fremdkörper rechtzeitig erkannt. Ein stark schwankender Verbrauch von Wasser kann zu Fehlbelastungen von Pumpenmotoren führen, die rechtzeitig erkannt werden müssen.

• In Rohrleitungen muss der Durchfluss überwacht werden.

• Um die Zuflüsse und die Abflüsse zu steuern, sind Ventilansteuerungen erforderlich.

• In Behältern muss der Füllstand kontinuierlich gemessen werden, um Über- oder Trockenlauf zu verhindern.

Störgrößen gefährden die Prozesssteuerung

Charakteristisch für wasserwirtschaftliche Anlagen sind die großen Ausdehnungen, sodass die Signalwege aufgrund ihrer Länge besonders störanfällig sind. Zudem befinden sich häufig viele leistungsstarke Komponenten in der Nähe der Signalleitungen, die zu Ausgleichströmen in Erdschleifen führen können. Weitere Störquellen können drahtlose Übertragungseinheiten sein, durch die Störströme in Signalleitungen induziert werden können. Werden Signale zwischen dem Feld und der Steuerung auf direktem Weg ausgetauscht, können diese Störgrößen zu Fehlsteuerungen, im schlimmsten Fall zum Ausfall einer Anlage führen. Daher ist der Einsatz einer galvanischen Trennung unabdingbar, entweder als Signaltrenner für normale Umgebungen oder als Trennbarrieren, wenn das Feldsignal aus dem explosionsgefährdeten Bereich kommt und eigensichere Interface-Bausteine gefordert sind.

Feld- und Steuerungsseite entkoppeln

Die galvanische Trennung von Signaltrennern schützt die Steuerungsseite vor Störungen, die beispielsweise durch Erdschleifen oder Frequenz-Einkopplungen auf der Feldseite entstehen. Auch Ausgleichsströme, die aus veränderten Potenzialverhältnissen, beispielsweise nach einem Austausch von Karten in der Steuerung oder durch Potenzialanhebungen leistungsstarker geerdeter Geräte, resultieren könnten, werden so verhindert. Fehlerhafte Prozessabweichungen durch verfälschte Mess- oder Steuersignale können so wirksam vermieden werden. Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Signaltrennern: Sollte es zu einer Störung in der Steuerung kommen, kann aufgrund der Trennung des Signalkreises und der Signalvorverarbeitung vorübergehend auf eine manuelle Steuerung umgestellt werden.

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