PROZESSAUTOMATISIERUNG & DIGITALISIERUNG

Gesamte Mess-, Regel- und Steuerungstechnik 

SPS als Herzstück der Wasserversorgung 

Das Wasserwerk der Stadt Wendlingen am Neckar ist ein Eigenbetrieb der Stadt Wendlingen am Neckar und versorgt circa 16.100 Einwohner mit Trinkwasser. Zur Deckung des Wasserbedarfs stellt das Wasserwerk jährlich rund 900.000 m³ Trinkwasser für die Bevölkerung der Ortsteile Wendlingen, Unterbohingen und Bodelshofen zur Verfügung, davon sind rund 430.000 Kubikmeter Eigenwasser und 470.000 Kubikmeter Fernwasser. 

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Der technische Leiter des Wasserwerks Uwe Maigler schätzt die vielfältigen Funktionen der AC500 (Bild: ABB). 

Das Wasserwerk verfügt über drei Pumpwerke, einen Wasserhochbehälter, drei Druckerhöhungsanlagen sowie drei Wasserzählerschächte. Während die Druckerhöhungsanlagen dazu dienen, den Wasserdruck in den höher gelegenen Zonen zu erhöhen, besteht die Aufgabe der Wasserzählerschächte darin, den Wasserverbrauch der einzelnen Stadtgebiete zu bestimmen. Das Eigenwasser wird in den drei Wasserfassungen Kieswiesen, Schäferhausen und Wert gewonnen. Im Hochbehälter Eschle wird es mit Wasser der Bodensee-Wasserversorgung gemischt und über zwei Wasserleitungen ins Stadtnetz gespeist. Der Hochbehälter hat ein Speichervolumen von 5.000 m³, das sich auf zwei Speicherkammern hälftig verteilt. 

Gesteuert wird das Wasserwerk vom ABB Leitsystem Symphony Plus. Das Leitsystem verknüpft in der Anlage circa 1.000 Datenpunkte, die in 15 Prozessbildern visualisiert werden. Ein integriertes Fernalarmierungssystem mit SMS Messaging und Voice over IP-Sprachsynthese sorgt dafür, dass Störungs- und Notfallmeldungen sicher, schnell und zielgerichtet die richtigen Mitarbeitenden erreichen. Die Fernwartung durch das ABB Serviceteam erfolgt über einen BSI-konformen Fernzugriff. Die hohe Flexibilität einer Fernwartung führt zur optimalen Überwachung, Konfiguration und Steuerung der Anlage. 

Die beiden Speicherkammern des Hochbehälters Eschle haben ein Speichervolumen von insgesamt 5.000 m³ (Bild: ABB). 

SPS steuert Mess-, Regel- und Steuerungstechnik 

Elf speicherprogrammierbare Steuerungen AC500 sorgen in Wendlingen dafür, dass die dortigen Verbraucher verlässlich mit Trinkwasser versorgt werden. Rohrnetzmeister Uwe Maigler ist der technische Leiter des Wasserwerks. Er sagt: „Die AC500 ist das Gehirn unserer Wasserversorgung. Sie steuert die komplette Mess-, Regel- und Steuerungstechnik bei uns.“ 

Die AC500 ist die leistungsstärkste SPS von ABB mit vielen Kommunikationsmöglichkeiten und E/A-Fähigkeiten. ABB bietet für die SPS spezielle Bibliotheken für den Wassersektor an. Die Wasser-Bibliotheken ermöglichen erweiterte Pumpenfunktionen, Datenspeicherung, den Fernzugriff und eine zuverlässige Datenübertragung.

Die SPS AC500 im Hochbehälter Eschle muss umfangreiche Aufgaben erfüllen (Bild: ABB). 

Umfangreiche Aufgaben 

Beim Wasserwerk Wendlingen erfüllt die AC500 umfangreiche Aufgaben. Im Folgenden sind die wichtigsten aufgeführt: 


Pumpwerke 

  • Der Sollwert für die Pumpleistung kann per Taste oder Mausklick genau eingestellt werden. Wichtig ist dies für die Grundwasserentnahme. Das Grundwasser soll den Brunnen schonend entnommen werden und der Grundwasserstand nicht zu weit absinken, um die Brunnen nicht zu schädigen. 
  • Darstellung und Regelung aller Messwerte vor Ort. 
  • Starten der Pumpen nach Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Wasserstand des Hochbehälters.  
  • Zuschalten der zweiten Pumpe bei Pumpenausfall. 
  • Übergabe aller Meldungen und Störungen an die Zentrale.   
  • Öffnen und Schließen der Ventile. 
  • Chlordosierung. 
  • Objektschutz: Aufnahme und Weiterleitung der Signale der Alarmanlage. 

 

Druckerhöhungsanlagen 

  • Darstellung der Messwerte und Zustände.  
  • Einhalten der Sollwerte für den Grunddruck von 5 bar. Der Wasserdruck darf 3 bar nicht unter- bzw. 6 bar nicht überschreiten, um Netzschäden zu verhindern. 
  • Für die Druckerhöhungsanlagen besteht keine Möglichkeit der Fernsteuerung. Es handelt sich hier um eine Vorsichtsmaßnahme, damit es nicht durch die Eingabe eines falschen Sollwerts aus der Ferne zu einem Schaden am Wassernetz kommen kann. 

 

Wasserzählerschächte 

  • Erfassung des aktuellen Durchflusses und Vortageszählwertes. 
  • Regelung des Vor- und Rückwärtslaufs. 
  • Objektschutz.  
  • Meldung von Sicherungsautomaten- und Stromausfall. 

 

Hochbehälter 

  • Messung und Regelung des Fernwasserzulaufs. 
  • Ausgabe von Befehlen an die Pumpwerke. 
  • Befüllung der beiden Speicherkammern. 
  • Chlordosierung. 
  • Phosphatdosierung. 
  • Überwachung der Trinkwassertrübung. 

 

Zentrale 

  • Kommunikation mit den Steuerungen im Hochbehälter, den Pumpwerken und Druckerhöhungsanlagen (Einholen von Störmeldungen etc.). 
  • Objektschutz. 

Die SPSen, wie die des Pumpwerks Schäferhausen, werden über die Zentrale überwacht (Bild: Wasserwerk Wendlingen). 

„Angenehm wie ein Tempomat“

Uwe Maigler vergleicht die AC500 mit einem Tempomaten im Auto, der für ein angenehmes Fahren auf der Autobahn sorgt. Wie ein Tempomat würde die SPS auch im Wasserwerk ständig hoch- und runterregeln, um eine sichere Wasserversorgung zu gewährleisten. 

Besonders wichtig ist ihm die hohe Kompatibilität der Steuerung. Er betont: „Die Kompatibilität ist ein Herausstellungsmerkmal der AC500. Die Steuerung kann mit allem kommunizieren, egal ob es sich um eine Automatisierungskomponente eines anderen Herstellers handelt oder um ein analoges Gerät, wie beispielsweise die analogen Dosierpumpen für die Chloranlagen. Dazu bedarf es nur entsprechender Zusatzmodule, die die analogen Signale in digitale umwandeln.“ 

Ein entscheidender Punkt für ihn ist auch die kurzfristige Lieferfähigkeit der AC500, da die Steuerung in Deutschland hergestellt wird. Zur Sicherheit hat er trotzdem sämtliche Ersatzteile für die Steuerung auf Lager, darunter auch eine CPU, um sofort reagieren zu können, sollte es zu einem Defekt an einem Wochenende kommen.

Für die Pumpenregelung sind ABB-Frequenzumrichter verschiedener Generationen im Einsatz (links: ACS580, rechts: ACS550) (Bild: ABB).

Umfangreiche Technik 

Die speicherprogrammierbaren Steuerungen und das Leitsystem sind nicht die einzige Technik von ABB in dem Wasserwerk. Das Unternehmen lieferte auch die Schaltschranktechnik, die Frequenzumrichter für Pumpen und die Instrumentierungstechnik. Seit 1996 besteht die Partnerschaft zwischen dem Wasserwerk Wendlingen und dem Automatisierungsspezialisten. Seinerzeit war ein großer Umbau der örtlichen Wasserversorgung fällig und ABB wurde beauftragt, die Schaltschrank- und Fernwirktechnik aufzubauen.  

2008 wurde mit dem Leitsystem Symphony das erste Leitstellensystem von ABB implementiert, und die komplette Wasserversorgung wurde digitalisiert. Das Leitsystem wird für die Prozessdatenerfassung und -archivierung, Bedienung, Archivierung sowie für die Verwaltung des Fernzugriffs genutzt. Acht Jahre später wurde die Leittechnik auf das Leitsystem Symphony Plus Operations and History umgestellt. Dieses hat im September 2022 ein Update auf die Version 2.2 erhalten, die den aktuellen Stand der Technik darstellt.   

 

Einfache Bedienung der Frequenzumrichter 

ABB-Frequenzumrichter werden im Wasserwerk Wendlingen seit 2008 eingesetzt. In den Pumpwerken und Druckerhöhungsanlagen regeln zehn Frequenzumrichter verschiedener Generationen Pumpen mit Leistungen zwischen 3 kW und 22 kW. Dazu Uwe Maigler: „Die Frequenzumrichter sind stabil und langlebig. In Sachen Qualität sehe ich ABB über dem Durchschnitt. Mit der Bedienung der Geräte komme ich als Nicht-Elektroexperte sehr gut zurecht. Für mich ist wichtig, dass ich sie bei einer Störung eigenständig wieder in Gang bekomme. Meine Programmierer loben die Frequenzumrichter.“   

Nicht zuletzt gibt der technische Leiter auch der Zusammenarbeit mit ABB eine gute Note: „Ich habe in meinem Bereich Ansprechpartner, die fair zu mir sind und versuchen, die beste technische Lösung für uns zu finden. Wir fühlen uns bei ABB gut aufgehoben.“ 


Boris Vaihinger, 
Branchenmanager Wasser und Abwasser, Business Development

ABB Motion Deutschland