Operation am offenen Herzen der Kläranlage Rospe

Schaltschrank: neue Schnittstelle zur Siemens SPS (Quelle: Aggerverband)

Im Bereich der Automatisierung stehen Neuerungen an, da die derzeit im Einsatz befindlichen Möller- bzw. Eaton- speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) ausgedient haben. Für die älteren Generationen dieser Steuerungen sind die Ersatzteile bereits abgekündigt und grundsätzlich nicht mehr zu bekommen. Um nun einen sicheren Betrieb der Anlagen beim Aggerverband zu gewährleisten, ist ein Wechsel auf die SPS-Steuerungen von Siemens naheliegend, da diese weit verbreitet sind.

Im Laufe der nächsten Jahre sollen alle Anlagen im Abwasserbereich durch aktuelle Siemenssteuerungen ersetzt werden.

Gestartet wurde mit der Kläranlage Rospe.

Nach einer gründlichen Bestandsaufnahme wurde die notwendige Hardware durch das Team Automatisierung aus dem FB Abwasserbetriebstechnik projektiert und zum Zweck einer schlankeren Ersatzteilhaltung für weitere Anlagen als Standard festgelegt.

In Zusammenarbeit mit dem Team Steuerungstechnik wurde ein neuer SPS-Schaltschrank aufgebaut und in der Schaltwarte der Kläranlage integriert.

Meldungs- und Messwert- Ein-/ Ausgänge

 Um die Signale aus den einzelnen Schaltschrankfeldern an der neuen Steuerung zu empfangen, wurden in jedes Feld mehrere Steuerleitungen verlegt. Zum Verbinden der Signale wurden spezielle Klemmen gewählt, um einen Parallelbetrieb der alten und neuen SPS herzustellen.

Dadurch können mit der neuen SPS-Software alle Aktionen simuliert und im Vorfeld eine virtuelle Inbetriebnahme durchgeführt werden.

Dies ermöglicht die neue Steuerung und Elemente, bezüglich ihrer Funktionalität, zu beobachten (visuell und mit Aufzeichnungen), zu testen und zu optimieren.

Das Programm

Der Programmcode einer alten Steuerung ist nicht in die neue Steuerung übertrag- und lesbar. Daher wurde parallel begonnen, einen neuen Programmierungs-Standard für die Siemens-Steuerungen zu entwickeln. Die im Anwenderprogramm verwendeten Funktionsbausteine sind verantwortlich für die Ansteuerungen, Regelungen und Kommunikationen auf den Anlagen. Diese Funktionsbausteine werden jedoch nicht nur 1:1 auf die neue Programmiersprache umgeschrieben, sondern müssen aufwendig neu entwickelt werden. Unser Team Automatisierung lässt dabei ihre langjährigen Erfahrungen einfließen und optimiert die Programmstrukturen, sowie die Prozesse, welche die SPS auf den Anlagen steuert.

Die Kommunikation zum Leitsystem

Mit der SPS-Steuerung von Siemens ergeben sich nun viele neue Möglichkeiten, u.a. bei der Kommunikation zum Prozessdatenverarbeitungssystem (PDV-System). Dafür wurde im Vorfeld eine Teststrecke im Büro aufgebaut und gemeinsam mit dem Betriebsbereich PDV simuliert und getestet. Hierbei wurde eine neue Art der Kommunikation zum PDV-System verwendet.

Das Programm enthält die neu entwickelten Treiber für den Kommunikationsaufbau, Funktionen zum Austausch von Daten und Auswertung von diversen Meldungen bzw. Fehlermeldungen.

Außerdem wurden die Anzahl und Bereiche der Sollwerte, Messwerte, Meldungen und Befehle für das Leitsystem erweitert, um ausreichend Ausbaureserven für die Zukunft zu erhalten.

Dies wurde ausgiebig in Zusammenarbeit mit dem BB PDV getestet und stetig optimiert.

Weitere Maßnahmen auf der Kläranlage

Zeitgleich wird die SPS-Steuerung am Regenüberlaufbecken Rospe auch durch eine Siemens-Steuerung ersetzt. Diese wird zukünftig mit Profinet (Ethernet-basierende Kommunikation) auf die neue Zentral-SPS im Betriebsgebäude gekoppelt. Das ist ein wichtiger Schritt um zukünftig eine inzwischen zeitgemäße Kommunikation zu Steuerungen und dezentraler Peripherie aufzubauen.