Messtechnik und Leitsystem

SPS-Schaltschrank mit MIP in der Zentrale
Im Jahre 1994 ging auf der Kläranlage Miesbach nach deren Erweiterung ein Prozessleitsystem, nämlich die Simatic S5, in Betrieb. Damit wurde die bis dahin betriebene, fest programmierbare Steuerungstechnik, bei der noch viel vor Ort von Hand durchgeführt werden musste, abgelöst. Die immer höheren Anforderungen an die Abwasserreinigung machten die Umstellung auf eine Technik notwendig, die den Reinigungsprozess mit Hilfe der zahlreich vorgeschriebenen Messwerte (Eigenüberwachung) über entsprechende Regelorgane auf ein Höchstmaß an Reinigungsleistung optimiert. Durch einen optimierten Prozessablauf wird gleichzeitig ein recht wirtschaftlicher Betrieb der Anlage ermöglicht.

Aus verschiedenen Unterstationen – die letzten wurden noch vor ein paar Jahren nachträglich in die zentrale Steuerung integriert – und der Zentralstation werden laufend die Betriebszustände sowie analoge Messwerte vom und zum Leitrechner übertragen und dort protokolliert. Neben SPS und Leittechnik ist für die Laststromkreise der einzelnen Stromverbraucher eine umfangreiche Schaltschütztechnik notwendig. Diese sind in den Schaltschränken der entsprechenden Elektrounterstationen untergebracht. Alle elektrisch betriebenen Maschinen sind zudem mit Überlast- oder Vollschutz ausgerüstet.
Schaltschränke der Unterstation zur Belüftungssteuerung und Nährstoffelimination


Anzeige der Mengenmessung mit IDM
Jede Maschine hat eine Vorort-Bedienstelle. Zahlreiche Messwerte (z.B. von Abwasserparametern) und Meldungen müssen erfasst und auf das Leit- und Protokolliersystem aufgeschaltet werden (z.B. Stromaufnahmen der Verbraucher, Leistungsmessung für Stromverbrauch und Stromeigenerzeugung, Füllstände und Durchflussmesswerte, Betriebs- und Störmeldungen, sowie Stellungsmeldungen von Absperr- und Regelorganen). Um ein Höchstmaß an Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Anlagen zu gewährleisten, ist eine ständige Kontrolle und Wartung unerlässlich. Auch dafür steht im Klärwerk qualifiziertes Elektrofachpersonal bereit.

Im Online-Messbereich befinden sich Geräte für die kontinuierliche Messwerterfassung und Steuerung von Fällungsmitteln und Sauerstoffzufuhr. Alle Daten werden über das Prozess¬leitsystem in der Schaltwarte gesammelt.


Alte Online-Messgeräte mit Ultrafiltration, von denen nur mehr das Phosphat-Messgerät im Einsatz ist
 
Neues Nitrat-Online-Messgerät mit Controller

Schaltwarte:


Steuerung der Kläranlage von der Schaltwarte aus durch Abwassermeister Viktor Deml
Von der Schaltwarte aus kann das Klärwerkspersonal am Bildschirm also jederzeit Betriebszustände sowie die Messwerte der Überwachungsparameter abrufen. Das bedeutet, dass jederzeit auch manuell Soll- und Istwerte miteinander verglichen werden können und bei Bedarf in den Prozess eingegriffen werden kann. Grundsätzlich erfolgt die Prozessregelung natürlich über das Leitsystem nach den eingegebenen Sollwerten. Überschreitungen von Überwachungswerten sowie Ausfälle technischer Anlagen protokolliert das System und alarmiert über eine akustische Einrichtung und Blinklicht. Ist das Klärwerk nicht besetzt, so erfolgt die Alarmierung des Bereitschaftsdienstes über Mobiltelefon.


Auftragsbogen des Betriebsführungssystems „GS“, hier zur Gebläsewartung
Die Betriebsstunden aller Maschinen werden protokolliert, gleichzeitig die Wartungszyklen überwacht und deren Fälligkeit über einen Drucker ausgegeben und ans Betriebsführungssystem „GS“ weitergeleitet, um daraus gleich die nötigen Auftragsbögen erzeugen zu können.

Es ist also jederzeit nachvollziehbar, wann Ereignisse eingetreten sind und wann vom Betriebspersonal z.B. eine Störung behoben wurde. Eine wichtige Funktion des PLS ist die vollautomatische Erstellung des Betriebstagebuches. Dafür werden alle erforderlichen Analogmesswerte direkt eingelesen und aufgezeichnet. Labormesswerte können per Hand eingetragen werden. Das Protokolliersystem führt auf Wunsch auch Berechnungen mit den vorhandenen Aufzeichnungen durch. Schmutzfrachten, Anzahl der Trockenwettertage, Verbrauchsmengen usw. können so jederzeit abgerufen werden. Die Erstellung von Tages-, Monats- und Jahresberichten ist problemlos möglich. Das Prozessleitsystem gewährt also einen direkten Überblick über den gesamten Betriebsablauf.

Von 2007 an bis zum Abschluss der Arbeiten im Jahr 2010 wurde das Prozessleitsystem stufenweise von Simatic S5 auf S7 umgerüstet. Dabei wurde das Profibussystem eingesetzt. Hierfür mussten auch neue Lichtwellenleiter verlegt werden. 


Als Übersicht ist die Kläranlage in der Schaltwarte als Blockschaltbild abgebildet ...


... ebenso das Einzugsgebiet für die Fernwirkanlage

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