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Einheitlicher Datenzugriff für die Wirtschaftsbetriebe Duisburg - AöR

Bild 1. Der Einzugsbereich der Wirtschaftsbetriebe Duisburg -AöR

Bild 2. Die Station Akazienhof im Überblick

Bild 3. Alle erforderlichen Informationen auf einen Blick – hier die Station Europahof

Bild 4. Lars Bittger ist zuständiger Disponent für die Arbeits­gruppe Pumpwerke der Wirtschaftsbetriebe Duisburg – AöR

Kommunale Wirtschaftsbetriebe stehen heute vor großen Herausforderungen, die einen rationellen Umgang mit den vorhandenen Ressourcen bedingen. Vermehrt auftretende Starkregenereignisse erfordern eine genaue Abstimmung der einzelnen Anlagenbereiche. Das richtige Datenhandling bildet daher den „Lebensnerv“ auch für die Wirtschafts­be­triebe Duisburg – AöR. Hier wird mit dem Anlagenchronisten Acron die Protokollierung und Datenanalyse in allen Anlagen standardisiert.

Die Wirtschaftsbetriebe Duisburg sind seit 2007 eine Anstalt des öffentlichen Rechts und beschäftigen rund 1 460 Mitarbeiter. Zu den Aufgaben zählen unter anderem die Stadtentwässerung, Abfallentsorgung, Stadtreinigung sowie die städtische Hochwasserschutzeinrichtungen und vieles mehr. Die Mitarbeiter der Stadtentwässerung betreuen das in Duisburg anfallende Abwasser, welches über das öffentliche Kanalnetz den Kläranlagen zugeführt wird. Von den insgesamt sieben Kläranlagen in Duisburg werden drei durch die Wirtschaftsbetriebe Duisburg – AöR betrieben. Insgesamt werden 16 Mio. m 3 Abwasser in den drei eigenen Kläranlagen geklärt. Die Kläranlagen werden mit aufwändigen biologischen und mechanischen Reinigungsverfahren betrieben, um in Duisburg sauberes Wasser in die Gewässer einzuleiten. Neben den Kläranlagen gehören eine große Anzahl an Sonderbauwerken, 167 Pumpstationen sowie Regenrückhaltebecken zum Kanalnetz, auf denen sich Produkte verschiedenster Hersteller über die Jahre etabliert haben (Bild 1). Das Kanalnetz hat eine Länge von etwa 1 482 km, davon 1 137 km Mischwasser-, 168 km Schmutzwasser- und 156 km Regenwasserkanäle sowie 6 km Druckleitungen. Der Anschlussgrad der Kanalisation beträgt 99,7 %.

Um das Kanalnetz gut kontrollieren zu können, legen die technischen Mitarbeiter der Wirtschaftsbetriebe Duisburg – AöR großen Wert auf den Einsatz neuer, gut handhabbarer Technik. Ziel war es daher, in kleinen Schritten eine Standardisierung der Automatisierungstechnik zu schaffen. Angefangen wurde bei einem Konzept mit einer möglichst offenen Struktur und standardisierten Schnittstellen sowie der Hardware, um die Lagerhaltung zu optimieren und fachliches Know-how möglichst breit im Unternehmen zu gewinnen.
Für den Bereich Protokollierung, für welchen offene Schnittstellen und eine optimale Informationsverteilung gefordert sind, erfüllte Acron von Videc schon früh die Anforderungen im Bereich Abwasser im Unternehmen. Konvertierungen von Daten und Applikation ermöglichten den langjährigen Einsatz des Produkts, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen bei Wahrung der Datenkonsistenz. Damit war es prädestiniert für weitere Aufgaben.

Bild 5. Ergin Özsoy ist bei den Wirtschaftsbetrieben Duisburg – AöR für die Fernwirktechnik der Pumpwerke verantwortlich

Notwendige Informationen aus zentralem System
In diesem Zusammenhang können die von Acron generierten Protokolle und Statistiken den Mitarbeitern automatisch per E-Mail zugesandt werden. Zusätzlich stehen die Anzahl und die Niederschlagsmengen der Regenereignisse zur weiteren Verarbeitung den zuständigen Personen zur Verfügung. Ebenfalls besteht für jeden die Möglichkeit automatisiert die notwendigen Informationen aus einem zentralen System zu erhalten (Bild 2 und 3). Ebenso haben die Nachbarverbände der Region mit der Software Acron ihre Anlagen standardisiert. Auf diese Weise wäre es möglich, regional übergreifend zusammenzuarbeiten. Ein Austausch von Erfahrungen bringt weiteren Nutzen für die Wirtschaftsbetriebe Duisburg – AöR.

Schwieriger wurde es bei der Normierung der vielen Sonderbauwerke, Pumpstationen und Regenrückhalteeinrichtungen. Hier sollte eine vor zehn Jahren integrierte Fernwirktechnik abgelöst werden. „Hauptgründe für ­diese Entscheidung waren die laufenden Kosten, die Flexibilität sowie die fehlende Option, Änderungen am System selbst vorzunehmen“, beschreibt Lars Bittger, zuständiger Disponent für die Arbeitsgruppe Pumpwerke der Wirtschaftsbetriebe Duisburg – AöR (Bild 4). Unter dem Druck der Kostenreduzierung wurden Automatisierungskomponenten gesucht, die im vorhandenen Gehäuse der bestehenden Technik Platz fand. Zudem sollte es möglichst keine weiteren Umverdrahtungen geben. Die neu in den Markt eingeführte SPS S7-1200 von Siemens erfüllt diese Anforderungen. Nun musste dieses Automatisierungsgerät in ein offenes Fernwirkkonzept integriert werden. Die Entscheidung fiel bei diesen Anforderungen auf die Fernwirklösung von Videc, dem Open Data Port (ODP). Diese Lösung bietet die Möglichkeit, Automatisierungsprodukte weiterer Hersteller in das gleiche Konzept zu integrieren. Bereits vorhandene und offene Schnittstellen lassen sich mit den vorhandenen Systemen kombinieren. Mit den Erweiterungen der Fernwirkanbindungen vergrößerte sich auch die Acron-Applikation.

Ein Ziel für die nächsten Jahre ist es, die Vielfalt der Produkte unterschiedlicher Hersteller auf ein handhabbares Maß zu reduzieren. Mit dem Ausblick, die Fernwirkdaten in einem zentralen System zu vereinen, würden sämtliche Informationen für den gesamten Abwasserbereich in einer zentralen Datenbank zur Verfügung stehen. Ziel ist es, dass sich alle Bereiche der Wirtschaftsbetriebe Duisburg - AöR einer Datenquelle automatisiert bedienen können. Das bedeutet für viele technische Bereiche eine weitere Entlastung. Ungefähr 120 Anlagen standen am Anfang dieser Optimierung zur Debatte. Bis heute wurde bereits über 25 davon in Eigenregie optimiert. Entsprechend der Budgets geht es schrittweise mit den Erneuerungen voran. Die Programme für die SPS-Systeme wurden zum größten Teil selbst geschrieben. Es wurden lediglich die mitgelieferten SPS-Bausteine der Firma Videc für die Kommunikation eingesetzt. „Die Kommunikation ist wesentlich optimierter und die Flexibilität der neuen Konzeption ermöglicht eine weitere Reduzierung der Übertragungskosten“, stellt Ergin Özsoy heraus, bei den Wirtschaftsbetrieben Duisburg – AöR verantwortlich für die Fernwirktechnik der Pumpwerke (Bild 5).
Für den Umbau einer kompletten Station von alter auf die neue Technik werden laut E. Özsoy etwa zehn Stunden benötigt. Darin enthalten sind der Abbau der Alttechnik, die Umverdrahtung im Schaltschrank, der Einbau der neuen Technik sowie deren Parametrierung in der Zentrale. Hier werden die Daten in der HMI-Scada- und in der Acron-Software angelegt, die Applikation angepasst, sowie die Alarmierung mit dem Alarmierungsprogramm Melsys eingerichtet. Danach kann die neue Lösung sofort gestartet werden.

Aus Daten wertvolle Informationen gewinnen
Weitere Optimierungspotentiale sehen die Betreiber in der Möglichkeit, die neuen zusätzlichen Daten zu wertvollen Informationen zu wandeln. Diese Aufgabe soll zukünftig mit Acron realisiert werden. Störungsanalyse, Laufzeiten der Pumpen oder die genauere Betrachtungen von Durchflussmengen und Verbräuchen – die neue Konzeption ermöglicht ein verbessertes Betreiben der Anlagentechnik bei geringeren Kosten und höherer Flexibilität. Auch auf die Auswirkungen der in Zukunft erwarteten Starkregenereignisse soll durch den Online-Zugriff auf die Daten des gesamten Gebietes schneller reagiert werden können. „Der kompetente Support von Videc war für dieses Projekt stets von hohem Nutzen“, schließt E. Özsoy ab.

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Autor: Dipl.-Ing. Dieter Barelmann ist Geschäftsführer der Videc GmbH in Bremen.