Um den rund 80 000 Endabnehmern in 28 Gemeinden im Süden Österreichs die unterbrechungsfreie Wasserversorgung 24 Stunden täglich, 365 Tage im Jahr bieten zu können, investiert die Leibnitzerfeld Wasserversorgung (LFWV) laufend in die Modernisierung der Anlagen, um sie effizienter zu machen. So hat das Unternehmen bereits 1950 erstmals eine Fernsteueranlage in Betrieb genommen, um auf Zustandsveränderungen schneller reagieren zu können. Diese in die Jahre gekommene Anlage erfüllte zwar alle Anforderungen zur Zufriedenheit des Betreibers, „allerdings enthielt sie zahlreiche proprietäre Komponenten, und das Fehlen genormter Schnittstellen war für den weiteren Systemausbau ein gewaltiges Hindernis,“ so LFWV-Geschäftsführer Franz Krainer.
Anspruchsvoller Kriterienkatalog
Die LFWV wollte deshalb ein zeitgemäßes, offenes System mit standardisierten Schnittstellen haben, das sich möglichst optimal an die bestehenden Gegebenheiten anpassen lassen sollte. „Bedingt durch das unterschiedliche Alter der Anlagen besteht eine enorme Vielfalt an örtlich verbauter Technik und an unterschiedlichen Datenübertragungsstrecken“, erläutert Krainer. „Ein flächendeckender Umbau kam nicht in Frage, also suchten wir ein System, das weitreichende Kompatibilitätseigenschaften aufweist.“
Als wesentliche Eigenschaft sollte das ausgeschriebene Leitsystem die Überwachung und Instandhaltung flexibilisieren, indem es Instandhaltungstechnikern seine Funktionen nicht nur in der Leitwarte, sondern auch ortsunabhängig auf Tablet-PCs zur Verfügung stellt. Hinsichtlich der bestmöglichen Versorgungssicherheit sollte das ausgeschriebene System außerdem ausfallsicher aufgebaut sein.
Die Ausschreibung, mit der die LFWV nach einem passenden System suchte, gewann das Scada-System Zenon von Copa-Data. Den Ausschlag gaben dabei dessen Flexibilität und Offenheit sowie einige technische Kriterien. So ermöglichen zum Beispiel die Fernwartung und die Hot-Reload-Funktion eine reibungslose Instandhaltung, Steuerung und Aktualisierung ohne Anlagenstopp.
Die dadurch zu erwartende hohe Systemstabilität und Datensicherheit sprachen ebenso für Zenon wie die einfache Übernahme von Bestandsdaten. Auch das bestehende Know-how im Energie- und Infrastrukturbereich der Firma Copa-Data überzeugte den österreichischen Wasserversorger.
Systemwechsel im laufenden Betrieb
Besonders knifflig bei der Systemimplementierung war der Umstand, dass es in dieser nicht sehr wasserreichen Gegend zu Spitzenzeiten technisch herausfordernd ist, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. In einer solchen Situation kann schon der kurzzeitige Ausfall eines Teilsystems zu Versorgungsengpässen führen. Die LFWV wählte daher eine Implementierungsstrategie, bei der das bestehende Fernwirksystem voll in Betrieb bleibt, bis nach erbrachtem Funktionsnachweis des neuen Leitsystems an Teilen der Anlage die Umschaltung erfolgt.
Die Implementierung übernahm das Unternehmen Metior Industrieanlagen Planungs- und Beratungsgesellschaft. Das Ingenieurbüro für Elektro- und Automatisierungstechnik mit Sitz in Graz ist auf die Lösung komplexer Automatisierungsaufgaben in der Prozessindustrie spezialisiert und als Zenon-Systemintegrator langjähriger Partner von Copa-Data.
Metior nutzte die offenen, modularen Systemstrukturen im Engineering dazu, in enger Abstimmung mit LFWV eine maßgeschneiderte und dennoch modulare Applikation zu schaffen. In diese wurden auch die Archivdaten aus dem Vorgängersystem übernommen, sodass auch der Zugriff auf historische Informationen gewährleistet ist. „Die Ingenieure von Metior machten zuerst eine umfassende Analyse der Anlagensituation“, erinnert sich Krainer, „und präsentierten vor der Umsetzung einzelner Programmteile oft auch alternative Lösungsmöglichkeiten.“
Das System bildet die Workflows des Wasserversorgers ab und weist eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit auf. Dazu ist es auf zwei redundant ausgeführten Servern installiert. Zusätzlich sind die Arbeitsplatzrechner in der zentralen Leitstelle in Leibnitz sowie die mobilen Endgeräte für die Instandhaltungstechniker mit mehreren Zenon Clients ausgestattet.
Das Leitsystem verfügt über das integrierte SPS-System Zenon Logic. Diese steuert alle lokalen Steuerrechner beziehungsweise I/O-Module an den verdrahteten Endstellen an sowie über ein Funk-Mastersystem auch die abgesetzten Einrichtungen. Ein halbes Jahr nach der Auftragserteilung an Metior waren bereits 93 der 118 Teilanlagen über Lichtwellenleiter, Kupferkabel oder Funk in das Leitsystem eingebunden. Die zyklische Behandlung von 2213 IEC-Variablen resultiert in täglich 220 000 Datenbankeinträgen.
Zukunftsfähiges Bedienkonzept
„Wir setzen bei Anlagen wie der des Wasserversorgers LFWV auf Zenon, da diese Scada-Lösung auf flexible, offene und zuverlässige Anwendungen zugeschnitten ist“, sagt Metior-Geschäftsführer Martin Ableitner. „Zudem lässt sie sich mit vorhandenen Funktionen wie der einfachen Aufschaltung von Pumpstationen über Fernwirkprotokolltreiber IEC 60870 und doppelter Befehlsgabe einfach in die bestehende Infrastruktur integrieren.“
Da die Software über weitreichende Grafikfähigkeiten sowie die Faceplate-Technik verfügt, konnte Metior ein ergonomisches und flexibles Bedienkonzept umsetzen. Auf zwei Übersichts-Großbildmonitoren sowie je zwei Bildschirmen pro Arbeitsplatzrechner in der Leitwarte bieten sich den Anlagenbetreibern Gesamtübersichten der Anlage, die geographische Informationen sowie Informationen über die hydraulische Infrastruktur darstellen.
Die Anwender können, indem sie einen Bereich in einem stets sichtbaren, kleineren Gesamt-Übersichtsbild anwählen, Detailansichten bis zur einzelnen Station erhalten. Die Fähigkeit von Zenon, Grafiken auch in sehr hoher Auflösung anzuzeigen, erlaubt dabei die gemeinsame Betrachtung zusammenhängender Bereiche des Versorgungsnetzes durch nutzerfreundliches Reinzoomen in die Gesamtübersicht.
Ein wesentlicher Teil des Bedienkonzeptes ist die Trendanalyse. Sie zeigt den LFWV-Mitarbeitern im Bereitschaftsdienst auf einen Blick Schwankungen der Wasserverteilung innerhalb des Netzwerkes und bildet die Entscheidungsgrundlage für kurzfristige Eingriffe. „Das kundenspezifisch für uns programmierte Trend-Tool des Vorgängersystems war gut und effizient“, sagt Krainer. „Unter Verwendung der Faceplate-Technik in Zenon hat Metior aber eine Trend-Lösung realisieren können, die dessen Möglichkeiten übertrifft und zugleich eine noch bessere Übersichtlichkeit garantiert.“
Mobile und flexible Betriebsführung
Die Umstellung des Leitsystems auf Zenon ermöglicht es außerdem, mobile Endgeräte zu nutzen. Das sorgt für einen besseren Betriebsablauf für die Instandhaltungstechniker. „Sie können Bereitschaftsdienste zu Hause absolvieren“, benennt Ewald Lambauer, stellvertretender Betriebsleiter bei LFWV, einen der Vorteile der webbasierten Oberfläche von Zenon. Beinahe noch wichtiger sei es aber, dass sie auch bei Einsätzen vor Ort an einem der weit verstreuten Anlagenteile auf ihrem Tablet-PC stets die gesamte Anlage im Blick und im Griff hätten.
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