Unser Kommandoraum und das Steuerungskonzept 2005 - 2016


Kommandoraum 1973 - 2006 Betriebsgebäude Erweiterung und Sanierung 2015 / 2016

Der erste Kommandoraum mit vielen elektromechanischen Steuerschalter, Amperemeter und einem Blindschaltbild
im Vergleich 3 neue PLS-Computer Arbeitstationen mit zwei Monitore bedienbar mit Maus und Tastatur

Der alte Kommandoraum mit Schaltpult und Blindschaltbild Prozessleitsystem in der UV200 bei der Inbetriebnahme

Der erste Kommandoraum mit Schaltpult 1973 - 2006
Steuerschalter, Amperemeter und Blindschaltbild
am 27.08.2005

Prozessleitsystem UV-200 Unterverteilung Biologie
Bedienstation mit PLS-Computer und 2 Bildschirmen
am 11.02.2006

PLS Leitsystembild Abwasser PLS Leitsystembild Faulung PLS Leitsystembild Energie PLS Leitsystembild Energie

PLS Leitsystembild Abwasser

PLS Leitsystembild Faulung

PLS Leitsystembild Energie

PLS Leitsystembild Hilfsbetriebe

PLS Leitsystembild Übersicht PLS Leitsystembild Fernwirken PLS Leitsystembild PS-Hafen Betriebsdaten-Diagramm Zulauf

PLS Leitsystembild Übersicht

PLS Leitsystembild Fernwirken

PLS Leitsystembild PS-Hafen

Betriebsdaten-Diagramm Zulauf

Unser Steuerungskonzept PLS und SPS     (ab 2006)

Die Bedienstationen UV-100 Mechanische Reinigung
Die Bedienstationen UV-200 Biologische Reinigung
Die Bedienstationen UV-300 Schlammbehandlung
sind für den redundanten Betrieb vorgesehen.

In den Anlageteilen:

werden SPS Systeme und Schaltanlagen mit Vorort-Bedienpaneals beibehalten.

Die Verfahrenstechnische Ausrüstung der ARA Untermarch sieht nach erfolgtem Ausbau wie folgt aus:
(Stichwortartige Zusammenfassung)

Das SPS-PLS Konzept zeigt die vorgesehenen Systeme. Es sind 5 Unterverteilungen mit Prozessteuerungen sowie die Kopfstation für die Bewirtschaftung der Aussenbauwerke. Bei der Kopfstation ist keine Software für die Bewirtschaftung vorgesehen. Diese wird zu einem späteren Zeitpunkt, zusammen mit der Aufschaltung der Aussenbauwerke erstellt.

Prozessleitsystem (PLS) und Speicherprogrammsteuerungen (SPS) werden im Steuerungskonzept der Abwasserreinigungsanlage Untermarch eingesetzt. Durch die Aufteilung der einzelnen Prozessabläufe auf einzelne dezentrale Speicherprogrammsteuerungen wird die Intelligenz aufgeteilt. Man spricht hier von dezentralen Automation.

3 Kommandoräume

Jeder der 3 Kommandoräume beinhaltete einen PLS-Computer mit zwei grossen Bildschirmen dem Prozessleitsystem (PLS). Die Betriebart wird über die Maus und Tastatur bestimmt und die Visualisierung auf den zwei Bildschirmen abgebildet. Wird ein Funktionsablauf geändert oder modifizieret, geschieht dies nur im Software Bereich. Drahtverbindungen müssen keine geändert werden, und somit entfallen auch Änderungen im Elektroschema.

Die Standorte der 3 Kommandoräume:

Kommunikation PLS  ⇒  SPS  ⇒  Sensoren  ⇒  Aktoren

Die Kommunikation (Verbindung) zu den verschiedenen Systemen PLS  ⇔  SPS spielt hier eine wichtige Rolle.
Die einzelnen Prozessabläufe (SPS-Programme) arbeiten meist autonom, oder über Prozessübergreifende Abhängigkeiten.
Die eingesetzte Software ist in der ARA Untermarch Win-CC von Siemens.
Der Datenaustausch zwischen den 3 Standorten erfolgt über (LWL) Lichtwellenleiter.
Innerhalb der Unterverteilungen sind die vielen Schaltschrankfelder mit modularen und fein skalierbaren ET200 SPS-System bestückt.
Die zentrale Automatisierung SPS S7-400CPU ist mit den modularen ET200 SPS-System über Profibus vernetzt.
Die Vorort SPS-Anlageteile wie Sandfangräumer und Frischschlammeintrag sind mit Ethernetverbindungen erschlossen.
Ethernet hat den Vorteil, dass es weit verbreitet ist, grosse Datenmengen schnell übertragen kann und günstig ist.
Im Direktverkehr zwischen mehreren SPS Steuerungen (Siemens Simatic SPS S7-400 CPU 414-3) und Vorort dezentraler Preipherie (Siemens Simatic SPS S7-ET200 SPS-Systemen)
wird Ethernet als Standard eingesetzt.

Für die Kommunikation von der Speicherprogrammsteuerungen (SPS) zu den Sensoren (Eingängen) und zu den Aktoren (Ausgängen) wird meist eines der vielen Feldbussysteme wie:

Profibus   von Siemens DeviceNet   von Rockwell Interbus   von Phoenix Contact Modbus   von Telemecanique

eingesetzt. In unserer Anlage ist das System von Siemens also Profibus im Einsatz.

Systemaufbau dieser Steuerungen

Eine automatisierte Anlage ist hierarchisch aufgebaut:

Die Steuerung ist der Master.

Die Sensoren und Aktoren sind die Slaves.

Die Steuerung (Master) bestimmt also, wer wann kommunizieren darf. Während dem Betrieb liest die Steuerung in Echtzeit die Sensoren, berechnet sofort die neuen Werte und gibt sie an die Aktoren aus, also an die Antriebsmotoren oder Stellventile.

Wichtig ist, dass dieser Zyklus von lesen, rechnen und schreiben innerhalb einer bestimmten Zeit, der Zykluszeit abläuft. Nur dann ist garantiert, dass die Steuerung in Echtzeit arbeitet. Je nach Anwendung muss die Zykluszeit in einer halben Millisekunde liegen.

Weniger Kabel Dank Feldbus

Bevor sich die Feldbusse durchsetzten, also bis Anfang der 90er-Jahre, waren die Sensoren und Aktoren einzeln verdrahtet. Das heisst, von jedem Sensor musste ein Kabel bis zur Steuerung verlegt werden. Heute führt ein dezentrales Ein- und Ausgangsmodul vor Ort, erst dort werden die Sensoren und Aktoren angeschlossen. Das E/A-Modul kommuniziert über den Feldbus mit der Steuerung und kann dadurch auch in verschiedenen Schutzarten ausgeführt werden. Wasser- und Staub-Geschützt bis (IP67) oder nach der ATEX-Norm (Explosionsgeschützt).

Da ein Feldbus meist echtzeitfähig sein muss können keine bestehenden Bussysteme wie Ethernet (aus der Bürokommunikation) verwendet werden.

Pflichtenheft PLS / SPS

Das Anforderungsprofil für eine solche komplexe Steuerung ist im Pflichtenheft PLS/SPS festgehalten.

Betriebsdaten

Die Betriebsdaten werden elektronisch vom PLS aufgezeichnet. Diese Aufzeichnungen werden dem Betriebsdatenrechner übergeben, von diesem ausgewertet und anschliessend archiviert. Labordaten werden in die vorgefertigten Formulare eingetragen. Einmal pro Tag werden diese von Hand ins Betriebsdatenprogramm eingegeben. Diese Daten werden mit einem Backup täglichlich archiviert.

Im August 2007 wurde das EDV Betriebsdatenprogramm erneuert und der ausgebauten Anlage angepasst. Unser grosse Vorteil, die Daten werden elektronisch gespeichert und archiviert. Wir haben einen schnellen Zugriff um die Daten in Tabellen und Grafiken darzustellen. Ausserdem entfallen die viele Handberechnungen der Werte für die Tages- Monats- und Jahresauswertungen.

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Seite erstellt:  29.12.2005

letztes Update:  30.04.2016