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wlb - UMWELTTECHNIK 2/2018

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t MESSE SPECIAL

t MESSE SPECIAL ANLAGENBAU WAS BENÖTIGT DIE KLÄRANLAGE VON MORGEN? Viele Kläranlagen sowie ihre Mess- und Automatisierungstechnik stammen noch aus den 80er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts. Damit die Anlagen unseren heutigen Standards entsprechen und auch fit für die Zukunft sind, muss sich einiges tun. Bei ihrer Recherche vor Ort erfuhr Redakteurin Anne Schaar von Werksleiter Ralf Schmidt, Stefan Denzer von Danfoss und Thilo Hilgert von Phoenix Contact, was heute schon möglich ist. Im rheinhessischen Monsheim betreibt der Abwasserzweckverband Mittleres Pfrimmtal eine Kläranlage für 46 500 Einwohnerwerte. Diese wurde im September 1982 in Betrieb genommen und seit dieser Zeit immer wieder an die neuen gesetzlichen Vorgaben angepasst. 2015 wurde mit einer energetischen Sanierung und kompletten Verfahrensumstellung begonnen, die besonders die Komponenten Wasser- und Schlammführung im Blick hatten. Als Partner stand dem Betreiber die Kompetenzplattform Aqua Automation zur Seite. Unter diesem Namen haben sich die Branchenspezialisten Phoenix Contact, Endress+Hauser, Videc und Danfoss zusammengeschlossen, um durch Informationsaustausch, Wissensmanagement und technische Zusammenarbeit smarte Lösungen für die Wasserwirtschaft zu entwickeln. Erklärtes Ziel des Retrofits in Monsheim war es, die bestehende Anlage und die zu ergänzenden Komponenten an ein durchgängiges Leitsystem anzuschließen, das standardisierte Schnittstellen verwendet. Dabei standen die Aspekte Visualisierung, Fehlersuche und Diagnose sowie einfache Programmierbarkeit der Steuerung im Vordergrund. Das System sollte zudem ein offenes Protokoll bieten und somit möglichst herstellerunabhängig sein. 01 02 03 01 Die zwei neuen Schneckenpumpen sind durch die installierten Frequenzumrichter deutlich effizienter 02 Die leistungsstarke Steuerung wird mit einem IEC 61131-3-basierten System programmiert 03 In dem unmittelbar neben dem Pumpenhaus entstandenen Schaltraum kann mittels des 12"-embedded PC direkt per Webbrowser auf das Leitsystem zugegriffen werden 28 wlb UMWELTTECHNIK 2/2018

t MESSE SPECIAL Was hat Sie als Betreiber dazu bewogen, auf die Kompetenz der Aqua Automation zurückzugreifen? Ralf Schmidt: Ein wichtiger Vorteil war für uns die Zusammenarbeit der verschiedenen Firmen, die sich in der Aqua Automation zusammengeschlossen haben. Dadurch hatten wir einen Ansprechpartner für alle Komponenten, beginnend mit der speicherprogrammierbaren Steuerung bis hin zu den verschiedensten Bauteilen, wie den Frequenzumrichtern, oder den Reglern der Schieberantriebe. Auf diese Weise kann ich problemlos verschiedenste Komponenten zusammenfügen, ohne große Rückfragen zum Zusammenspiel stellen zu müssen. Alle, die in der Aqua Automation zusammen arbeiten, kennen das Portfolio des jeweils anderen. Daher haben wir als Anwender von Prozessleittechnik bis in die Archivierung und Visualisierung ein durchgängiges System. Welcher Aspekt des Retrofits war aus Betreibersicht am wichtigsten? Ralf Schmidt: Die wichtigste Auswahlkomponente war für uns die SPS. Unser Personal sollte mit dieser sehr gut zurechtkommen und die Programmierung muss einfach zu bewerkstelligen sein. Anstatt einer Art Black Box hat die von uns eingesetzte SPS Programmierbausteine, die schon für den Kläranlagenbetrieb geschrieben wurden. Diese Grundkomponenten ließen sich einfach verknüpfen. Das war eine gute Ausgangslage. Zudem konnten wir noch weitere Produkte – von denen wir wussten, dass sie eine gute Qualität liefern – direkt mit einbinden. Wir hatten zudem große Unterstützung durch den Hersteller. Auf Grundlage dessen haben wir dann die anderen Komponenten aus dem Aqua Automation-Portfolio nutzen können. Basierend auf der vorhandenen Prozessleittechnik und der passenden SPS wurden dann Komponenten ausgewählt, die gut aufeinander abgestimmt sind. Danfoss hat die Frequenzumrichter beigesteuert. Worauf haben Sie am meisten Wert gelegt? Stefan Denzer: Der Nutzen der energetischen Sanierung kommt primär von der Maschinenseite. Er entsteht, wenn moderne Geräte, wie beispielsweise Gebläse, durch eine überlagerte Regelung intelligent angesteuert und drehzahlgeregelt werden. Aus Sicht von Danfoss ist es extrem wichtig, dass man – egal welches Antriebssystem oder welcher Motor verwendet wird – mit dem VLT Aqua Drive in jede Richtung hin offen ist, auch bei einem Retrofit. Wenn Sie ein bestehendes Gebläse, eine Schneckenpumpe oder eine Kreiselpumpe nachrüsten, können Sie stets problemlos auf jeden anderen Motorentyp umsteigen, ohne dass Änderungen an der Anlage oder beim Frequenzumrichter vorgenommen werden müssen, außer einer neuen Parametrierung. Durch die Anbindung in der Leitebene mit Profinet können alle relevanten Informationen aus dem Antrieb genommen werden. Was war für Sie die grundsätzliche Fragstellung bei der Konzipierung der Anlage. Wo wurde sinnvollerweise angefangen? Stefan Denzer: Wir haben mit der Betrachtung der gegebenen Netzsituation angefangen, damit wir wissen, welches vorgelagerte Netz vorhanden ist. So ergeben sich die vorgeschalteten Filter, die sich bei den Frequenzumrichtern in den Schränken befinden. Durch die Netzberechnungen stellen wir sicher, dass im Betrieb die Frequenzumrichter und die angeschlossenen Geräte an der Niederspannungshauptverteilung störungsfrei funktionieren. Kombiniert wurde das mit der Notwendigkeit der überlagerten Steuerung, die Schnittstellen zur Verfügung stellen können. Phoenix Contact ist ein Anbieter für Produkte und Lösungen rund um die industrielle Verbindungstechnik und Automatisierung. Welche grundsätzliche Fragestellung ergab sich aus Ihrer Sicht? Thilo Hilgert: Letztendlich ging es darum, ein alternatives Steuerungskonzept auf die Beine zu stellen, da setzen wir auf Profinet mit unseren Axioline-Steuerungen. Der große Vorteil ist, dass wir durch unsere selbstentworfene Herstellerbibliothek die Programmierstrukturen in der SPS vereinheitlichen konnten. Diese übernimmt die Kommunikation zu den Endgeräten, aber letztendlich auch die Kommunikation zum Leitsystem. Mit den vorgefertigten Bibliothekselementen sind wesentliche Kommunikationshürden beseitigt. Durch die standardisierten SPS-Bausteine macht sich