Hochentwickelte Software-Technik
Ziel war es, alle Anlagen in einem Engineering-Projekt zu implementieren, um von den Vorzügen bei der Netz- und Verbindungsprojektierung der Stationen untereinander profitieren zu können. Die Wahl des Engineering-Tools TIA Portal von Siemens überzeugte die Stadtwerke. Neben den Vorteilen bei der Netzprojektierung sind wesentliche Verbesserungen wie symbolische Adressierung, gemeinsame Datenhaltung und erweiterte Diagnosemöglichkeiten als Standard integriert. Darüber hinaus bietet das TIA Portal den Zugriff auf die neuen Hardware-Komponenten und garantiert dem Anlagenbetreiber ein hohes Maß an Investitionsschutz. Die Lösung im Detail wurde wie folgt umgesetzt:
Vernetzung: Für die Kopplung des Glasfasernetzwerkes an die kupferbasierte Netzstruktur der Wasserwerke vor Ort wurden diagnosefähige Medienkonverter vom Typ Scalance X204-2LD eingesetzt. Als Basis für die Netzleitstelle in Itzehoe dient ein modulares und frei konfigurierbares Scalance XR324-12M Rack.
Steuerung: Zwei Simatic S7-315 2-PN/DP Steuerungen übernehmen die Steuerungsfunktionalität der beiden Wasserwerke. Die Anbindung zum Hochbehälter, den Brunnenpumpen und weiteren Unterstationen ist über dezentrale Peripheriebaugruppen mit Profinet-IO-Schnittstelle realisiert. Der Kommunikationsstandard ermöglicht eine freie Topologiewahl und die vertikale Integration der Anlagen in die Unternehmensstruktur. Durch die Dezentralisierung konnten zwei der zuvor vier eingesetzten Steuerungen (Hochbehälter und Brunnen) eingespart werden.
Fernzugriff: Die Ethernet-basierte Anbindung an das übergeordnete Firmennetzwerk der Stadtwerke erlaubt einen plattformunabhängigen Zugriff auf die integrierten Webserver der Steuerungen. Auch für Reinholz ist der Fernzugriff via VPN auf das gesamte Anlagennetzwerk eingerichtet, so dass Wartungsarbeiten, Ferndiagnose und Optimierungsarbeiten zeitsparend und unmittelbar aus dem Entwicklerbüro geleistet werden können.
Software-Applikation: Die bisherigen S5-Anwenderprogramme stellten sich als unstrukturiert und nicht mehr zeitgemäß heraus. Um nicht unnötig Projektstunden in die Analyse der alten Software zu investieren, erstellte Reinholz in enger Koordination mit dem Anlagenfachpersonal aktualisierte Funktionsbeschreibungen und Abläufe, die als Basis für die Software-Entwicklung der neuen S7-Applikation dienten. Die Ablaufketten der Filtration wurden über S7-Graph realisiert und komfortabel mit einem umfangreichen Betriebsarten- und Fehlerhandling ausgestattet.
HMI-Gestaltung: Besonderer Fokus lag dabei auf der Gestaltung eines einheitlichen Bedienkonzeptes für die Prozessvisualisierung. Das Ergebnis ist eine innovative HMI-Applikation mit Handebenen für alle Aktoren, umfangreichen Bedien- und Überwachungsfunktionen und einer kompletten Diagnose der Profinet IO Controller und deren IO Devices. Mit Hilfe des Optionspakets sm@rtserver ist der Fernzugriff auf alle im Netzwerk befindlichen Bedien-Panel vom eingesetzten Typ TP1200 Comfort möglich. Die Netzleitstelle der Stadtwerke Itzehoe hat über das mit WinCC Professional (TIA) projektierte Scada-System auf alle Wasserwerke Zugriff. Der eingesetzte Simatic WinCC WebNavigator sichert den Client-seitigen Zugriff auf die PC-basierten Applikationen für die in den Wasserwerken stationierten Rechner aus dem Büronetz.
Daten fest im Blick: Für die Aufzeichnung und Langzeitarchivierung der dokumentationsrelevanten Messdaten, inklusive der Auswertung, wurde die Datenprotokollierungs-Software Acron implementiert und über eine zertifizierte Schnittstelle zur WinCC Professional-Runtime gekoppelt. Hierdurch entfällt für den Anlagenbetreiber das händische Erstellen und Verwalten von Wochen- und Monatsberichten und erleichtert die Archivierung der Messdaten.
Simulation und Test: Um eine reibungslose Inbetriebnahme zu gewährleisten und die Stillstandszeiten zu reduzieren, führte das Engineering-Team zusammen mit dem technischen Fachpersonal der Stadtwerke im Vorwege einen umfangreichen Simulationstest durch. Hierbei wurden die unterschiedlichen Betriebsarten der Filterschrittketten und das Verhalten der Anlagen im Fehlerfall nachgestellt und auf störungsfreie und konsistente Abläufe hin überprüft.
Investition in die Zukunft
Die Stadtwerke Itzehoe und Glückstadt sind mit dem von Reinholz implementierten und umgesetzten Automatisierungskonzept für die Zukunft gut gerüstet und profitieren von der Durchgängigkeit des gesamten Systems.
Die Ausbaufähigkeit und der Einsatz von modernen Hardware-Komponenten sowie deren Vernetzung über standardisierte Schnittstellen sichern den Stadtwerken Investitionsschutz und Flexibilität und nicht zuletzt eine sichere Wasseraufbereitung für das Versorgungsgebiet um Itzehoe und Glückstadt. Eine weitere Ausdehnung der Netztopologie ist bereits angedacht: In einem nächsten Schritt sollen zwei Tiefbehälter in den Verbund integriert und automatisiert werden.
