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03| 2016

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Special Messtechnik &

Special Messtechnik & Analyse Einzelprozesse in Kläranlagen effektiv bündeln und optimieren Vernetzte Prozesse mit ganzheitlich konzipierter Automatisierung schaffen die Grundlage, um Kläranlagen energieeffizienter zu betreiben. Die vornehmliche Herausforderung beim Engineering der Steuerungstechnik besteht darin, proprietäre Anlagen, Maschinenelemente oder Sensoren unterschiedlichster Hersteller in einen Gesamtverbund zu bringen. Nur so lässt sich dieser dann aus einer zentralen Leitwarte heraus unkompliziert beherrschen und optimieren. Als zentrales Automatisierungssystem setzen kommunale Abwasserbetriebe dafür oft das I/O-System 750 der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG aus Minden ein. Kommunale Abwasserbetriebe setzen zur Automatisierung das Wago I/O-System 750 ein. Hohe Stromkosten treiben kommunale Kläranlagen zu mehr Energieeffizienz. Ein Fünftel des Energieverbrauchs öffentlicher Gebäude und Einrichtungen entfällt auf Abwasseranlagen. Damit liegen sie noch vor Schulen und Krankenhäusern. Im Zeichen von Energiewende, Klimawandel und vor allem auch knapper Kassen, hat die öffentliche Hand ein gesteigertes Interesse daran, effizienter mit ihren monetären Ressourcen umzugehen. Dass energetische Gesichtspunkte in diesem Bereich künftig ebenfalls deutlich höhere Priorität erlangen, wird nicht zuletzt dadurch deutlich, dass das Bundesumweltministerium Energieaspekte stärker in den Novellierungen von Abwasserverordnungen berücksichtigen will. Denn bei Neubau und Modernisierung von Kläranlagen geht es heute mehr denn je darum, Verbrauchseinsparungen zu erzielen. Ein Beispiel dafür sind energieeffiziente Pumpen, deren Drehzahl sich bedarfsgerecht steuern lässt, um etwa den Lufteintrag in die biologische Hauptstufe optimal zu regeln. Was für die Pumpen gilt, zeigt auch bei Förderanlagen, Rührwerken und Belebungsbecken Wirkung: Sind diese Bereiche gezielt und prozessintegriert steuerbar, wird nur die elektrische Leistung verbraucht, die wirklich benötigt wird. Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. bringt in ihrem Arbeitsblatt 216 auf den Punkt, was letztlich nur mit modularer Automatisierung und offenen Schnittstellen realisierbar ist. „Angesichts der komplexen Verfahrensabläufe in der Abwasserbeseitigung ist eine systematische Vorgehensweise und ein umfangreiches Fachwissen für die Energieoptimierung von Abwasseranlagen erforderlich.“ Komplex heißt an dieser Stelle, unterschiedliche Handlungsfelder so miteinander zu koordinieren, dass Wasser schlussendlich mit geringerem Ressourceneinsatz gereinigt werden kann. Die fünf wesentlichen Aspekte sind dabei allgemeine technische Möglichkeiten zur Energieanalyse, eine wirksamere Deammonifikation, Möglichkeiten zur Co-Vergärung auf Kläranlagen, die Nachrüstung aerober Stabilisierungsanlagen mit Klärschlammfaulung sowie die Installation einer Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser im Kanalnetz. Das macht deutlich, dass hier nicht die Kläranlage selbst, sondern auch räumlich weit voneinander entfernte Einrichtungen wie Pumpstationen in die Leittechnik integriert werden müssen. Abseits gängiger Busprotokolle treten spätestens jetzt die Fernwirkprotokolle IEC 60870–5–101/-103/-104 sowie Datenübertragungen per GSM/GPRS auf den Plan. Signale bündeln Das Automatisierungssystem WAGO-I/O-System 750 wird diesen Anforderungen gerecht. Auf Basis von über 500 Funktionsmodulen bietet es die Möglichkeit, verschiedenste Sensoren im Feld direkt anzubinden und unterschiedliche Formen von Analogoder Digitalsignalen über TCP/IP gebündelt an die Leitwarte zu übertragen. WAGO legt damit die Basis für eine intelligente und aufeinander abgestimmte Steuerung von Pumpen, Aggregaten und Lüftern und sorgt so für den energieeffizienten Einsatz aller einzelnen Anlagenteile. Darüber hinaus ermöglicht das I/O-System, Störmeldungen oder Füllstände von Regenüberlaufbecken aus der Ferne zu erfassen und so den Zulauf zur Kläranlage gezielt zu steuern. Dadurch leistet es in Mischwassersystemen einen zentralen Beitrag zur Höhe der Konzentration der Fracht und Optimierung des Reinigungsverfahrens sowie dem daraus resultierenden Energieeinsatz. Neben der generellen Feldbusunabhängigkeit und der serienmäßigen Verfügbarkeit offener Schnittstellen für die Messtechnik sowie die Integration ganzer Anlagenteile, zählt die HART-Kommunikation bei WAGO ebenfalls zum Standard. Anlagenerweiterungen lassen sich so auch in Zukunft einfach integrieren. 26 UmweltMagazin März 2016

RessourceneffizMesstechnik & AnalysenSpecial Bilder: WAGO Für individuelle explosionsgeschützte Applikationen bietet WAGO das universelle System aus I/O-System, Relais und Messumformern sowie Reihenklemmensystem. Hohe Verfügbarkeit und lange Lebensdauer gehören ebenfalls zu den wesentlichen Voraussetzungen, die von der eingesetzten Steuerungstechnik erfüllt werden müssen. Darüber hinaus sind auch die Umgebungsbedingungen einer Kläranlage, wie eine höchst aggressive beziehungsweise korrosive Atmosphäre, weitläufige Anlagen sowie die partielle Klassifizierung als explosionsgefährdeter Bereich, zu berücksichtigen. Ein System für Exund Nicht-Ex-Bereiche Die vielschichtigen Anforderungen, die das Einsatzgebiet Kläranlage an die Steuerungstechnik stellt, hat neben ihrer technischen Umsetzung ebenfalls direkte Auswirkungen auf Aspekte wie Engineering, Standardisierung, Modularität und Ersatzteile. Damit zum Beispiel in Ex- wie Nicht-Ex-Bereichen aus Kostengründen keine unterschiedlichen Systemwelten zum Einsatz kommen müssen, hat WAGO sein I/O-System 750 entsprechend skaliert gestaltet. Die Vielseitigkeit resultiert dabei aus konstruktiven Feinheiten, ohne dabei den übergeordneten Standard zu verlassen. Auf diese Weise können Elemente aus dem Gesamtsystem einfach miteinander kombiniert werden. Der Anwender kann beispielsweise auf Anforderungen wie eine partielle Energiemessung inklusive der Speicherung sämtlicher Prozessdaten reagieren, indem er einfach die Automatisierung darauf anpasst. Dadurch lässt sich sowohl ein gezieltes Monitoring aufbauen als auch ein Managementsystem, das historische Werte darstellt. Die funktionalen Vorteile, die es für den Verfahrenstechniker bereit hält, werden für den Programmierer durch das Angebot kostenloser Funktionsbibliotheken für die Wasser- und Prozesstechnik abgerundet. Planern ermöglicht dieses Baukastenprinzip Applikationen in Ex- und Nicht-Ex-Bereichen preislich wie funktional passend ausrüsten zu können, ohne zeitliche Einbußen bei der Programmierung von Schnittstellen in Kauf nehmen zu müssen. Zudem ist eine einfache Integration in übergeordnete Visualisierungssysteme gegeben. Fazit Mit offener, modularer und leicht erweiterbarer Steuerungstechnik lassen sich die Einzelprozesse in Kläranlagen effektiv bündeln und optimieren. Von den verkürzten Engineeringzeiten, die daraus resultieren, profitieren Anlagenplaner wie -bauer. Bei den Betreiber sind, etwa durch geringeren Energieverbrauch und weniger Klärschlamm, sinkende Kosten entlang der kompletten Prozesskette zu verzeichnen. Kay Miller, WAGO Kontakttechnik GmbH, Minden, kay.miller@wago.com Messgeräte Gas-/Wasserinstallationen prüfen? Professionelle Prüfsets von AFRISO! Bereits TÜVgeprüft nach G5952 www.afriso.de/dpk-60-7 UmweltMagazin März 2016 IFH/Intherm, Halle 6 Stand 208 Wir freuen uns auf Ihren Besuch

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