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1/2 | 2014

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TECHNIK UND MANAGEMENT

TECHNIK UND MANAGEMENT Mess-/Leittechnik Das Wasserwerk Zweckverband Seebachgebiet setzt zur Kommunikation zwischen den verschiedenen Unterstationen eine industrietaugliche Funklösung ein. ImRahmen der Trinkwasser-Gewinnung wurden Teile des Fernwirknetzes nun auf Basis des neuen Radioline-Funksystems von Phoenix Contact ausgebaut. Das einfach zu installierende Radioline-Funksystem wird über anreihbare I/O-Erweiterungsmodule flexibel an die jeweiligen Applikationsanforderungen angepasst; die Spannungsversorgung ist über eine USV abgesichert. Funklösung im Wasserwerk Jörg Brasas Der Zweckverband Seebachgebiet speist Trinkwasser aus den Wasserwerken Osthofen, Bechtheim-West und Mölsheim in ein weit verzweigtes Versorgungsnetz von rund 500 Kilometer Länge ein. Insgesamt werden etwa 20 000 Hausanschlüsse in33Gemeinden beliefert. Dazu wird das Rohwasser aus Brunnen gefördert, die bis zu 150Meter tief sind. Vom Hauptpumpwerk in Osthofen erfolgt die Wasserversorgung über Vorratsbehälter mit 4000 Kubikmeter Fassungsvermögen, 21 Wasserbehälter sowie die zugehörigen Pumpwerke in Bechtheim-West, Gundheim und Dalsheim. Die imAußenbereich befindlichen Hochbehälter beinhalten rund 8000 Kubikmeter Wasser, während 45 Pumpenfür die unterbrechungsfreieBelieferung derangeschlossenen Verbraucher sorgen. Im Zuge der kontinuierlichen Automatisierung des Wasserwerks wurden elektrische VerbindungenzuallenWasserbehältern und Pumpstationen im Versorgungsgebiet aufgebaut. Dabei handelt es sich um kabelgebundene und drahtlose Lösungen. Aus Sicherheitsgründen sind sämtliche Kommunikationspfade alarmgesichert ausgeführt. Die Funkstrecken dienen dabei sowohl der einfachen Übertragung von I/O-Signalen als auch der Vernetzung seriellerSteuerungen. Übertragung von I/O-Signalen oder seriellen Daten Im Wasserwerk Osthofen wird schon seit Langem industrielle Funktechnik von Phoenix Contact verwendet. Ein Grund ist die einfache Inbetriebnahme der einzelnen Komponenten. So wird das erste Funksystem RAD-Line von Phoenix Contact, dasauf der Version 1.0 der Trusted-Wireless-Technologie basiert, seit mehr als sieben Jahren in Osthofen genutzt. Da nun zusätzliche Pumpstationen und Hochbehälter an das Fernwirknetz angebunden werden sollten, wollten die Verantwortlichen dies ebenfalls mit Funktechnik realisieren. Denn die Stationen befinden sich inmitten von Weinbergen und liegen zudem einige Kilometer voneinander entfernt. Die Verlegung von Leitungen wäre daherteuer undteilweise sogarunmöglichgeworden. Aufgrund der positiven Erfahrungen, die der Zweckverband Seebachgebiet mit der Funklösung von Phoenix Contact gemachthatte,entschiedensichdie Verantwortlichen für das neue Radioline-System auf derGrundlageder Trusted-Wireless-Version 2.0. Die einfache Installation und der modulare Aufbau der Funkstationen haben die Anforderungen der Anwendung erfüllt, zumal das Funksystem sowohl I/O-Signale oder serielle Daten übertragen kann. Eine spätere Erweiterung derdrahtlosen Lösungist damit möglich. Einfache Konfiguration ohne Software Um Distanzen von bis zu 2,5 Kilometer zwischen dem Pumpwerk Bechtheim-West und den Hochbehältern Heßloch und Dittelsheim zu überbrücken sowie eine defekte Kabelverbindung zu ersetzen,fieldie Wahl auf eine funkbasierte Lösung. Die vorhandene 10 x1,5 mm 2 -Leitung war schon mehrfach repariert worden und mittlerweile erneut beschädigt. Eine weitere Ausbesserung hätte sich aufwändig gestaltet und wäre in den Weinbergen auch nur schwer durchführbar. Deshalb setztder Zweckverband Seebachgebiet zur Weiterleitung derFüllstandsignale, Impulse derinduktiven Durchflussmesser sowie Störmeldungen des Hochbehältersjetzt das lizenzfreie Funksystem Radioline ein. Darüber hinaus musste eine rund 1,5 Kilometer von Heßloch entfernt in Dittelsheim gelegene Druckunterbre- 42 UmweltMagazin Januar/Februar 2014

Bilder (3): Phoenix Contact In der Druckminderstation werden Drucksignale und Störmeldungen per Funk übertragen. Die Pumpstation in Dalsheim: ausgestattet mit mehreren Funksystemen und Parabolantennen chungs-Station mit dem Heßlocher Bauwerk verbunden werden, damit die entsprechenden Drucksignale über das Fernwirksystemerfasstwerdenkönnen. „Die Konfiguration der Funkmodule sowie derjeweiligen analogen unddigitalenEin- und Ausgabemodulewar einfach“, berichtetHerman-Josef Hofmeister vom Zweckverband Seebachgebiet. Dies vor dem Hintergrund, weil das Radioline-System zur Übertragung von I/O-Signalenkeine zusätzliche Software erfordert. Die Geräte sind bereits ab Werk füreine I/O-Kommunikation voreingestellt. Die Inbetriebnahme der Funkverbindung wie auch die Zuordnung der I/O-Erweiterungsmodule erfolgt über die Einstellung der Rändelräder, die sich auf der Frontseite der Gerätebefinden. Zuverlässige Überbrückung von Distanzen bis fünf Kilometer Außerdem musste eine etwa 4,5 Kilometer lange Funkverbindung zwischen Monsheim und Dalsheim aufgebaut werden,sodass zwei neue Hochbehälter mit einem Fassungsvermögen von jeweils 600 Kubikmeter in das Netzwerk integriert werden können. Parabolantennen, die das Funksignal verstärken und gezieltineine Richtung lenken,ermöglichen die Überwindung dieser Entfernung. Über die Funkstrecke werdenserielle Datengesendet, um die verbauten Steuerungen miteinander zu koppeln. DasBauwerkinDalsheim bindet also die Hochbehälter andie Zentrale in Osthofen an. Dazu werden die von den Monsheimer Hochbehältern übermittelten seriellen Daten inDalsheim mit Hilfevon SHDSL-Modems auf ein vorhandenes Kupferkabel übertragen. In der Zentrale in Osthofen ist ebenfalls ein SHDSL-Modem installiert, das über seine RS232-Schnittstelle mit der dort montierten Steuerung verbunden ist. Das SHDSL-Modem erlaubt somit die Weiterleitung serieller Daten über mehrereKilometerauf einemKupferkabel. ZurInbetriebnahme derFunkmodule im seriellenModus und der SHDSL-Modems werden ein Konfigurationskabel und eine kostenfrei erhältliche Software benötigt. Das Tool unterstützt die Einstellung der notwendigen Parameter mit einem Wizzard, der den Anwender durch die einzelnen Arbeitsschritte führt. DieKonfiguration dient der Übernahme der seriellen Schnittstellen-Parameter der angekoppelten Steuerung in das Übertragungssystem und der optimierten Weiterleitung der Datenpakete. In Monsheim werden zudem die Druck- und Störsignale einer rund 150 Meter entfernt gelegenen Druckminderstation per Funk im I/O-Modus kommuniziert und in die hier installierteSteuerung integriert. Flexibler Netzwerkaufbau mit maximal 250 Stationen Das Radioline-Funksystem arbeitet im lizenzfreien2,4-GHz-Frequenzband. Bei freier Sicht und Verwendung entsprechenderRichtantennenlassen sich Distanzen voneinigen hundert Metern bis zu fünf Kilometer zwischen zwei Teilnehmern überbrücken. Damit wird die Reichweite von Bluetooth- und WLAN-Systemen um ein Vielfaches übertroffen. Das Funknetzwerk kann dabei aus maximal 250 Stationenbestehenund als selbst heilende Struktur aufgebaut sein. Jedes Funkmodul fungiert entweder als Master, Repeater oder Slave.Der Master initiiert denNetzwerkaufbau, während derRepeaterdie Daten weiterleiten und die Slaves die Endpunkte im Netzwerk bilden. Die vorkonfigurierten Funkmodule werden über die Einstellung eines gelben Rändelrads, ohne Software, in Betrieb genommen. Mit dem Rändelrad legt der Anwender eine Radio-ID (RAD-ID) fest. ImNetzwerk muss jedes Funkmodul eine einzigartige ID-Einstellung haben. Die RAD-ID 1definiert denMaster, wohingegendie Einstellungen 02 bis99das Modul automatischals Repeater/Slave konfigurieren. Einfache I/O-zu-I/O-Übertragungen lassen sich ohne Softwareumsetzen.Für die serielle Kommunikation sowie spezielle Netzwerk-Einstellungen und Diagnosemöglichkeiten steht eine kostenfreie Software zurVerfügung. Dipl.-Ing. Jörg Brasas, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont UmweltMagazin Januar/Februar 2014 43

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