Erschienen am: 10.07.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 7 2017

Gateways als Protokollwandler von Modbus RTU nach Profibus-DP oder nach Modbus TCP/IP

Gas nach Maß

Bis Erdgas beim Verbraucher landet, muss es einen weiten Weg zurücklegen. Große Sicherheit und hohe Verfügbarkeit sind dabei für Rohrleitungen, Speicher und Verteiler wichtige Kriterien. Messsysteme für diese Anwendungsfälle greifen für die Datenübertragung auf Gateways zurück.


Gasspeicher liegen an den Schnittstellen zwischen den großen Lieferanten und den kommunalen Versorgern und sorgen dafür, dass auch bei schwankenden Verbräuchen jederzeit ausreichend Gas zur Verfügung steht.
Bild: Wachendorff Prozesstechnik GmbH & Co. KG

Industrielle Gasspeicher sind häufig riesige, verfahrenstechnische Anlagen, die an den Schnittstellen zwischen den großen Lieferanten und den kommunalen Versorgern liegen und dafür sorgen, dass auch bei schwankenden Verbräuchen jederzeit ausreichend Gas zur Verfügung steht. Das Unternehmen Storengy hat sich auf solche Anlagen spezialisiert. Dessen Kunden speichern ihr Gas in die riesigen Speicher ein und Abnehmer, z.B. Stadtwerke, entnehmen aus diesen Speichern ihren Bedarf an Gas. Ein solcher Speicher, der das Erdgas in einer Kaverne sicher verwahrt, liegt in Peckensen in Sachsen-Anhalt. Nach einem 2014 erfolgreich abgeschlossenen, großen Ausbauprojekt verfügt er nun über ein Arbeitsgasvolumen von 400Mio.m³ in fünf Speicherkavernen in einem Salzstock. Die maximale Ausspeicherleistung liegt bei 900.000m³/h. Damit hier alles reibungslos funktioniert und jederzeit genügend Gas für die Endverbraucher zur Verfügung steht, kommt es auf exakte Messungen an, wobei nicht nur Durchflussmengen zu erfassen sind, sondern auch Parameter wie Druck und Temperatur, damit das Gas wunschgemäß zirkuliert. Metreg hat sich auf Technik für diesen Anwendungsfall spezialisiert und war auch beim Ausbau als Systemlieferant mit an Bord. Das Unternehmen entwickelt und produziert die dafür nötige Hardware wie Zähler oder Mengenumwerter. Am Standort in Butzbach beschäftigen sich die Ingenieure der Schwesterfirma Metreg Solutions mit konkreten Projekten und Lösungen. Hier wird individuell geplant, projektiert und in Betrieb genommen, was an Messtechnik bei Erdgasspeichern, Verteilanlagen oder Übergabestationen nötig ist. Biogasanlagen gehören ebenfalls zum Betätigungsfeld der Firma. Projektingenieur Sandro Linke bemerkt hierzu: "Im Zuge des Ausbaus sollten die vorhandenen Mengenumwerter gegen den neusten Stand der Technik ausgetauscht werden. Schließlich ermöglichen die heutigen Geräte präzisere Messungen und bei den Mengen, die hier bewegt werden, machen sich auch geringe Abweichungen schnell bemerkbar".

Anbindung an die Messwarte

Die Mengenumwerter, die hier zum Einsatz kommen, stellen ihre Werte über eine RS485-Schnittstelle, die das Modbus-RTU-Protokoll verwendet, bereit. Dieses Format kann die SPS, die die Verfahrenstechnik steuert und für eine Anzeige am zentralen Leitstand sorgt, allerdings nicht verarbeiten. "Wir benötigen für die Anbindung an die Messwarte Modbus TCP/IP und Profibus DP - müssen uns also mit Gateways behelfen", berichtet Linke von den Gegebenheiten vor Ort. Im Internet suchte er nach Anbietern solcher Gateways und stieß dabei auf die Firma Wachendorff Prozesstechnik. "Die technischen Daten der Geräte passten schon beim ersten Blick in das Datenblatt auf der Homepage", erzählt er von den Anfängen der Zusammenarbeit. "Vertriebsingenieur Fouad Boudraa von Wachendorff hat uns dann die in Frage kommenden Geräte vor Ort vorgeführt, wir haben einen Testaufbau gemacht und waren sehr zufrieden", so Linke weiter. Auf eine spezielle Schulung hatte er verzichtet, wodurch sich bei der Inbetriebnahme noch Unsicherheiten einstellten. "Ich habe im Werk angerufen und sofort wurde mir geholfen. Ein Mitarbeiter hat mich telefonisch noch einmal Schritt für Schritt durch die Inbetriebnahme geleitet und dann lief alles nach Plan", freut sich Linke über den gelungenen Start.

Gateway als Protokollwandler

Inzwischen hat er schon mehrere Gateways von Wachendorff Prozesstechnik eingesetzt. "Alle laufen ohne Probleme. Vor allem die einfach bedienbare, deutschsprachige, kostenlose Konfigurationssoftware ist ein großer Pluspunkt gegenüber anderen Herstellern", ergänzt er. Zusätzlich nutzt das Unternehmen die Software Modbus Poll. "Damit können wir hier vor Ort testen, ob alle Daten übertragen werden, und sind dann bei der Inbetriebnahme vor Ort auf der sicheren Seite", erklärt er. Die vorhandenen Mengenumwerter wurden durch den Typ MECflexS und das Kommunikationsmodul Datcom-K3 ersetzt. Die komplette Datenübertragung erfolgt über Modbus TCP/IP und Profibus-DP. Da der Mengenumwerter seine Werte in Modbus RTU ausgibt, sind zwei verschiedene Gateways nötig. Das Gateway HD67507-XX wandelt das Protokoll von Modbus RTU in Modbus TCP/IP um, das Gateway HD67561 wandelt die Informationen von Modbus RTU nach Profibus-DP. Da drei TCP/IP-Schnittstellen im Schaltschrank vorhanden sind, kommt ein Ethernet Switch zum Einsatz. Dieser übergibt die Informationen an die zentrale Messwarte. Das Kommunikationsmodul, das Netzteil JBZ-02, die Gateways, der Ethernet Switch und die Daten-Logger DL-210 wurden im vorhandenen Schaltschrank im Elektroraum auf der Montageplatte und Hutschiene montiert sowie verdrahtet. Der Mengenumwerter ist im Ex-Bereich montiert. Von dort verlegte das Unternehmen schließlich eine Leitung zum Schaltschrank.