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01 HMI/Scada-System Atvise als Front End für Aqua Automation

Herstellerübergreifendes Lösungssystem für die Wasserwirtschaft

02 Schnelle Übersicht mithilfe des HMI/Scada-Systems Atvise

03 Bausteine für die Wasserbibliothek

04 Baustein für Ventilregelung

Anlagenbetreiber von Kläranlagen und Wasserwerken, aber auch Kanalnetzbetreiber stehen immer wieder vor großen Herausforderungen, ihre Anlagen auf dem neusten Stand der Technik zu halten. Unterstützung bietet hier „Aqua Automation“, ein herstellerübergreifendes Lösungssystem für die Wasserwirtschaft. Das System berücksichtigt auch alle erforderlichen Sicherheitsaspekte, die Schwerpunkt der Technologietage von Aqua-Automation”:http://www.aqua-automation.com/ sind.

Gesetzgebungen, individuelle Anforderungen, aber auch einfacher Verschleiß erfordern eine dauerhafte Modernisierung von ganzen Anlagen oder auch Anlagenteilen in der Wasserwirtschaft. Bisher war es aufgrund unterschiedlicher Schnittstellen zur Parametrierung, Diagnose und Datenübertragung der Systeme der einzelnen Hersteller nicht möglich, ein herstellerunabhängiges Leitsystem zu implementieren. Unterschiedliche Schnittstellen treiben die Betriebskosten oftmals in die Höhe, da die Implementierung neuer Technik an eine begrenzte Auswahl von Systemen geknüpft ist. Vorhandene Feldinfrastrukturen können aufgrund fehlender herstellerübergreifender Kommunikation nicht erhalten werden. Zudem war es problematisch, ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis mit einem durchgängigen System zu erlangen und dadurch auch die Anlage kosteneffizienter betreiben zu können. Aus diesem Grund wurde in 2012 die Technologieplattform Aqua Automation ins Leben gerufen. Dieser Zusammenschluss verbindet die Systeme verschiedener Branchenspezialisten, die gemeinschaftlich ein Lösungssystem für die Wasserwirtschaft zur Verfügung stellen. Das Lösungssystem basiert auf abgestimmter Hard- und Software von der Mess-, Antriebs- und Regelungstechnik über die Steuerungstechnik bis hin zum Scada/Visualisierungssystem. Zu den Gründungsmitgliedern der Plattform gehören Endress + Hauser als ein weltweit führender Anbieter von Messgeräten, Dienstleistungen und Lösungen für die industrielle Verfahrenstechnik, Danfoss als führender Hersteller von Antriebstechnik, Videc als Anbieter von Automatisierungssoftware und Phoenix Contact, Anbieter von Elektro- und Automatisierungstechnik. Gemeinsam bietet die Aqua Automation ein aufeinander abgestimmtes Prozessleitsystem für die Wasserwirtschaft. Basierend auf den langjährigen Erfahrungen auf dem Markt und dem gebündelten Branchen-Know-how entsteht ein herstellerübergreifendes, anwenderfreundliches System.

Das System im Einzelnen
Das Visualisierungssystem beinhaltet ein aufeinander abgestimmtes Softwarepaket mit Komponenten auf der Leit-und Steuerungsebene. Auf der Leitebene bietet Atvise als geeignete Web HMI Scada das Front End (Bild 1 und 2), während Acron als Datenbank und Langzeitarchivierung agiert. Abgerundet wird das Scada-Softwarepaket mit dem Alarm- und Informationsportal AIP. Auf der Steuerungsebene kommen PC Worx als Engineeringsoftware sowie die hierauf basierende Wasserbibliothek Waterworx von Phoenix Contact hinzu (Bild 3 und 4). Die in Waterworx hinterlegten Objektstrukturen ermöglichen die einfache Einbindung unterschiedlicher Feldgeräte der Aqua-Automation- Partner sowie weiterer gängiger Hardwarekomponenten. Unter anderem können Schieber, Klappen und Messgeräte bis in die HMI-Scada-Ebene mit Atvise per „Drag and drop“ eingebunden werden – dies ermöglichen bereits fertig erstellte Visualisierungsobjekte. Die aufeinander abgestimmten Objekte im Scada-System und auf der SPS-Ebene bilden das Herzstück der Lösung. Hier greifen die einheitlichen Schnittstellen von der Leitebene bis zur Feldebene optimal ineinander.

Das Einbinden gängiger Feldgeräte via vorprogrammierter Funktionsbausteine inklusive der Objektstruktur und der grafischen Abbildung in der HMI-Scada-Ebene bilden die Grundlage des ganzheitlichen Systems. Es sind bereits ca. 40 Bausteine in der Waterworx-Prozessbibliothek implementiert. Zum Beispiel wurden Feldgeräte von Danfoss mit Phoenix-Contact-Steuerungstechnik und Leittechnik von Videc in Einklang gebracht. So werden Daten zugänglich, die bisher oft verloren gingen. Durchfluss- und Temperaturmessdaten von Messsystemen von Endress + Hauser lassen sich einfach bis in das Leitsystem übertragen. Der Betreiber kann sich auf Grund der standardisierten Bausteine ein genau auf seine Anlage zugeschnittenes Projekt erstellen. Ein Beispiel für die betriebsorientierte Funktion der Prozess- Bibliothek sind die Messwert-Bausteine. Sie erlauben das Anlegen eines Prozessersatzwerts und damit eine Wartung im laufenden Betrieb, ohne den Prozess zu beeinflussen. Durch die Verwendung der neuen Prozess-Bibliothek gestaltet sich beispielsweise die Ansteuerung der verbauten Antriebe und Klappen einfacher, da in den Bausteinen gleiche Funktionen verwendet werden, welche unter den Herstellern getestet wurden. Zudem sind Ein- und Ausgänge einheitlich benannt und es wurde auf die Nutzung komplizierter Strukturen verzichtet. Des Weiteren werden typische Anlagenfunktionen, wie Freigabe- Regelungen für die Bedienphilosophie, Hand-/ Auto-Umschaltungen oder Sollwertsteller, als Bausteine zur Verfügung gestellt.

Erste Anlagen mit diesem durchgängigen System sind bereits erfolgreich umgesetzt worden. Hierbei wurden in sehr enger Zusammenarbeit mit Betreiber und Bedienpersonal die Wünsche an das System angepasst und kundengerecht umgesetzt. Dies ermöglichte der Kooperation mit jedem Schritt, das gebündelte Branchenwissen im kooperativen Austausch in das Lösungssystem einfließen zu lassen. Somit ent- steht ein System von Anwendern für Anwender. Das Aqua-Automation-System nutzt offene Schnittstellen, um zukunftssichere Systemerweiterungen und lange Systemverfügbarkeiten der Anlagen sicherzustellen. Auch das Einbinden in bisher bestehende Systeme wird so ermöglicht. Zu den unterstützten Kommunikationsprotokollen gehören OPC DA, Profinet, Modbus, (4 … 20) mA, Hart und Profibus. Zu den weiteren Aufgaben gehören die dauerhafte Weiterentwicklung, der Ausbau der Interoperabilität sowie die Einbindung weiterer branchenspezifischer Produkte.

Sicherheit in der Wasserwirtschaft
Nicht nur die technische Zusammenarbeit zeichnet das Aqua-Automation-System aus, auch Veranstaltungen, Messen und Schulungen werden gemeinsam gestaltet. Im Juli dieses Jahres startet die Veranstaltungsreihe Technologietag der Wasserwirtschaft in acht Städten in Deutschland. Neben den aktuellen Entwicklungen widmet sich diese Veranstaltung dem Thema Sicherheit in der Wasserwirtschaft. Gemeinsam mit Phoenix Contact Deutschland informiert die Aqua Automation über „Sicherheit in der Wasserwirtschaft“ – von der Fernkommunikation bis zur Planung, von der Feldebene bis zum Scada-System. Aufgegriffen werden dabei auch Herausforderungen der nächsten Jahre. Eine der vorrangigen Herausforderungen wird das Thema Sicherheit sein, vor allem, wenn es unter den Umsetzungsplan Kritis fällt. Mit dem IT-Sicherheitsgesetz erhöhen sich die Anforderungen für Lieferanten und Betreiber. Neben den Anforderungen an eine sichere Kommunikation steht auch die Bedeutung der funktionalen Sicherheit in der Wasserwirtschaft auf der Agenda. (hz)

Aqua Automation im Dialog
Über die Vorteile für die Anwender sprach die etz- Redaktion mit den Gründern der Aqua Automation.
Welche Vorteile haben Anwender von Aqua Automation?
Stefan Denzer, Verkaufsleiter Wasser/Abwasser und Energie bei Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik: Anwender können bei uns die Komponenten der Branchenspezialisten verwenden, ohne sich Sorgen zu machen, dass es in der Kommunikation Überraschungen gibt.
Dieter Barelmann Geschäftsführer der Videc GmbH:
Wir haben uns bei der Entwicklung auf die neuesten Technologien fokussiert und diese mit den Anforderungen neuer sowie der bestehenden Anlagen verknüpft. Das gilt auch für die notwendige Analyse und Protokollierungsfunktionen. Das Resultat ist ein modernes und flexibles Komplettsystem geworden, welches die Anforderungen von heute und morgen abbildet, ohne den Blick auf die Kosten und Einsparungspotentiale zu verlieren.

Wie wird der Support gesichert?
Joachim Pucker, Head of Industry Management Infrastructure Industry Solutions bei Phoenix Contact:
Wie gehen gemeinsam Kundenprojekte an. Bewusst sind aber alle Experten bei dem Kunden vertreten, um das Know-how der einzelnen Fachbereiche zu sichern. Eine kontinuierliche Kommunikation stellt einen übergreifenden Support sicher.
D. Barelmann: Das Team rund um Aqua Automation hat auf der Hannover Messe erstmals exklusiv sein System vor ausgewählten Systemintegratoren erfolgreich präsentiert. Darauf aufbauend soll weiterhin ein enger Kontakt zu Integratoren und Betreibern gepflegt werden, um ein anwenderfreundliches System weiterzuentwickeln, welches den Ansprüchen der Kunden entspricht. Die bestehende Zusammenarbeit der Partner, angefangen im Marketing über die Technik bis hin zum Vertrieb, sichert einen herstellerunabhängigen Support bei Erhalt des Branchen-Know-hows.

Wie werden Sie dem Thema IT-Sicherheit gerecht?
D. Barelmann: Wir haben uns schon vor einiger Zeit dem Thema Sicherheit gewidmet und das notwendige Know-how aufgebaut. Die Videc-Produkte haben wir diesbezüglich gehärtet und lassen diese auch von einem unabhängigen Institut begutachten und testen. Zusätzlich wurde unter dem Aspekt der IT-Sicherheit in der Automatisierung bereits Anfang 2014 eine Neuentwicklung gestartet, mit der wir uns heute der zukünftigen Gesetzeslage stellen können.

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Autor:
Dipl.-Ing.
Dieter Barelmann ist Geschäftsführer der Videc GmbH in Bremen. DBarelmann@videc.de