Leitsystem Wie ein herstelleroffenes Leitsystem komplexe Anforderungen in der Wasserwirtschaft meistert

Autor / Redakteur: Joel Stratemann / Dr. Jörg Kempf

Die moderne Automatisierungs- und Leittechnik macht auch die Wasseraufbereitung viel präziser und effizienter. Angestoßen durch die Kompetenzplattform Aqua Automation stellen Phoenix Contact und Videc hierfür das herstelleroffene Leitsystem Waterworx zur Verfügung. Intelligente Geräte und Systeme können so einfach in das Automatisierungsnetzwerk integriert werden.

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Räumerbrücken werden per Funk in den Netzwerkring eingebunden.
Räumerbrücken werden per Funk in den Netzwerkring eingebunden.
(Bild: Phoenix Contact)

Der Zweckverband für Trinkwasserversorgung und Abwasserbeseitigung Geiseltal (ZWAG) war im Rahmen der Modernisierung der Zentralkläranlage Braunsbedra auf der Suche nach einer herstellerunabhängigen Lösung. Die Kläranlage der rund 25 Kilometer südlich von Halle (Saale) und etwa 35 Kilometer westlich von Leipzig befindlichen Stadt hat eine Aufbereitungsleistung von 23.000 EW (Einwohnerwerte). Sie verfügt über mehrere dezentrale Außenbauwerke, z.B. Abwasser-Pumpstationen.

Bei der Modernisierung haben die Verantwortlichen besonderen Wert auf die Planungssicherheit und einen geringen Engineering-Aufwand gelegt. Die Verantwortlichen entschieden sich für die Prozessbibliothek Waterworx, welche Standardtechnologien und Schnittstellen wie OPC UA nutzt. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Produkte trotz stetiger technischer Weiterentwicklung einfach und schnell in die entsprechende Lösung einbinden.

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Vorprogrammiert und standardisiert

Auch beim ZWAG wurden die gängigen Feldgeräte über vorprogrammierte und standardisierte Funktionsbausteine integriert – inklusive der passenden Objektstruktur und der grafischen Abbildung in der Scada-Ebene der Bediengeräte. Dazu wurde das alte Steuerungssystem gegen eine hochperformante Profinet-Steuerung von Phoenix Contact ausgetauscht. Die Programmierung der SPS erfolgte auf Basis von Waterworx. Die dezentral in unterschiedlichen Schaltschränken installierten Baugruppen kommunizieren dabei über ein modernes Ethernet-Netzwerk mit dem übergeordneten Profinet-Master. Ein Profinet/Profibus-Koppler bindet vorhandene Geräte – beispielsweise die Frequenzumrichter des Aqua Automation-Teilnehmers Danfoss – in das neue Netzwerk ein.

Das Vernetzungskonzept der Zentralkläranlage gründet sich auf einen redundanten Netzwerkring, der für eine hohe Verfügbarkeit sorgt. Zudem wurden mehrere Bluetooth Access Points montiert, um die Räumerbrücken und andere Gewerke ohne das aufwändige Verlegen eines weiteren Kabels in den Netzwerkring zu integrieren. Damit alle erfassten Daten visualisiert und der Prozess dauerhaft überwacht werden kann, tauscht sie das Leitsystem Atvise des Aqua Automation-Teilnehmers Videc bidirektional mit der zentralen Steuerung aus.

Als Übertragungsprotokoll zwischen Leitsystem und der SPS kommt der industrielle M2M-Standard OPC UA zum Einsatz. Alarme und Störungen werden dem zuständigen Bereitschaftspersonal von der Software AIP weitergeleitet. Außerdem speichert die Lösung sämtliche relevanten Messgrößen im Datenmanagement-System Acron, sodass sie dem Betreiber dauerhaft zur Verfügung stehen. Das Software-Tool erlaubt ferner die Erstellung wichtiger Berichte sowie das Ausführen von Prozessanalysen.

Das Beispiel eines Frequenzumrichters mit Profinet-Schnittstelle verdeutlicht die einfache Einbindung ins Leitsystem. Weiterlesen ...

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