Prozessleitsystem-Umrüstung im laufenden Betrieb

Ansteuerung per Profinet

In der Kläranlage Bad Orb regeln Frequenzumrichter an mehreren Anlagenteilen Pumpen- und Gebläsemotoren. Die Erneuerung der Leittechnik im Jahr 2019 nahm der Betreiber zum Anlass, die konventionelle Relaisansteuerung der Geräte durch eine Profinet-Anbindung zu ersetzen. An einem Demokoffer konnte die durchführende Firma die neue Ansteuerung testen und die Frequenzumrichter anschließend in den Betrieb integrieren.
 An mehreren Prozessstufen der Kläranlage in Bad Orb regeln insgesamt sieben ABB-Frequenzumrichter vom Typ ACS580 Pumpen- und Gebläsemotoren.
An mehreren Prozessstufen der Kläranlage in Bad Orb regeln insgesamt sieben ABB-Frequenzumrichter vom Typ ACS580 Pumpen- und Gebläsemotoren.Bild: Kläranlage Bad Orb

In der kommunalen Kläranlage der hessischen Kurstadt Bad Orb regeln sieben ABB-Standard-Frequenzumrichter vom Typ ACS580-01 an mehreren Prozessstufen Pumpen- und Gebläsemotoren: Zwei Frequenzumrichter mit einer Nennleistung von 18,5kW dienen als Antrieb von Drehkolbengebläsen, die in der biologischen Stufe die Belebungsbecken belüften. Zwei weitere 4kW-Geräte regeln die Motoren von Exzenterschneckenpumpen, die den Überschussschlamm zur maschinellen Schlammentwässerung pumpen. Drei ACS580 mit einer Nennleistung von 11kW fungieren als Antriebe von Rücklaufschlammpumpen, die den Belebtschlamm aus den beiden Nachklärbecken wieder zurück in die Belebungsbecken führen.

Der erste ACS580 wurde in der Kläranlage Ende 2014 in Betrieb genommen. Neue leistungsangepasste Drehkolbengebläse waren für den Betreiber der Anlass, die Geräte zu kaufen. Auf einer Messe war man auf den ACS580 aufmerksam geworden. ABB hatte daraufhin den Betreibern einen Demokoffer, bestehend aus Frequenzumrichter und Motor, für Tests zur Verfügung gestellt, bei denen die Geräte überzeugen konnten. „Die ABB-Frequenzumrichter sind sehr kompakt. Sie waren von Anfang an schnell zu verstehen und leicht zu handhaben. Aufgrund der herausnehmbaren Bedieneinheit und der Copy&Paste-Funktion haben wir in kurzer Zeit alle Frequenzumrichter programmiert. Daraus resultierte eine vorteilhafte Zeitersparnis“, unterstreicht Abwassermeister Thomas Rieger. Der ACS580 ist ein Frequenzumrichter, der die Motorregelung und Prozessführung vereinfacht und aufgrund integrierter Energiesparfunktionen den Prozess energieeffizient, auf der Basis des tatsächlichen Bedarfs, regelt. Das anschlussfertig gelieferte Gerät kann rasch eingestellt und in Betrieb genommen werden. Alle wesentlichen Merkmale, wie z.B. EMV-Filter und Drossel zur Reduzierung der Netzrückwirkungen, sind integriert.

 Die Rücklaufschlammpumpen sind mit Frequenzumrichterregelung ausgestattet, um ein variables Rücklaufverhältnis zu gewährleisten.
Die Rücklaufschlammpumpen sind mit Frequenzumrichterregelung ausgestattet, um ein variables Rücklaufverhältnis zu gewährleisten.Bild: Kläranlage Bad Orb

Leitsteuerung mit Profinet-Anbindung

Aufgrund der ersten guten Erfahrungen wurden sukzessive weitere Anlagenteile im Austausch gegen alte Frequenzumrichter mit dem ACS580 ausgestattet. „Die Geräte laufen bisher alle störungsfrei und sind nahezu wartungsfrei. Die Frequenzumrichter sind schnell zu programmieren und haben eine einfache Menüstruktur“, betont Carsten Huth, der zuständige Energieelektroniker auf der Anlage. Im Sommer 2019 wurde das Prozessleitsystem der Kläranlage erneuert, da das bestehende System schwierig zu programmieren war und es kaum noch Ersatzteile und keinen Service mehr gab. Dafür wurden alle Steuerungen sowie das nicht mehr zeitgemäße Leitsystem gegen neue Technik ausgetauscht. Das Unternehmen Narz Systems hat die Umrüstung realisiert. Lars Fehl, SPS-Programmierer bei der Firma, zeichnete für die Programmierung und Inbetriebnahme der Automatisierungstechnik verantwortlich. Er sagt: „Ein Wunsch des Kunden war eine neue Ansteuerungslösung für die ABB-Antriebe. Die Geräte wurden zuvor über eine digitale Schnittstelle angesteuert und die Rückmeldung von Strom und Frequenz erfolgte mittels Analogsignal. Nach dem Umbau sollten sie über eine Profinet-Verbindung angesteuert werden.“

Austausch im laufenden Betrieb

Das Umswitchen der Frequenzumrichter sollte während der Inbetriebnahme der neuen Steuerungen erfolgen. Die Herausforderung bestand darin, dass es im laufenden Betrieb passieren musste. Die Anlage konnte nicht stillgelegt werden, daher konnte immer nur ein Antrieb umgerüstet werden. „ABB hat uns einen Demokoffer zukommen lassen, damit ich vorher schon die Ansteuerungen und Funktionen programmieren und testen konnte. Das hat mir vor Ort sehr viel Zeit und Mühe gespart und es mussten nur noch Kleinigkeiten angepasst werden. Das Umswitchen war dadurch fast nur noch eine Plug&Play-Geschichte“, hebt Fehl hervor.

ABB Automation Products GmbH

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