In vielen Industrieländern fliesst Trinkwasser rund um die Uhr in hoher Qualität aus dem Wasserhahn. Es scheint so selbstverständlich, dass man stutzt, wenn anderswo das Wasser zum Trinken abgekocht werden muss oder wenn nur ein Rinnsal aus der Leitung tropft. Um eine Gemeinde oder Stadt mit hygienisch einwandfreiem Trinkwasser zu versorgen, sind zuverlässige Anlagen zur Überwachung und Verteilung nötig. In der Gemeinde Wahlen im Kanton Basel-Land waren Teile der Anlagen sowie die Steuerung zur Wasserversorgung nicht mehr zeitgemäss und für einige Komponenten waren keine Ersatzteile mehr erhältlich. Über kurz oder lang musste gehandelt werden. Brunnenmeister Rainer Schmidlin wandte sich an Endress+Hauser. Deren Konzept zur Modernisierung sah neben neuen Feldgeräten auch eine neue Steuerungsanlage vor. Ausserdem sollte jede Station autark gesteuert werden. Dass die Anlagen wieder auf einen zukunftsfähigen technischen Stand gebracht und detailliertere Daten bei geringerem Aufwand möglich werden, überzeugte schliesslich auch den Gemeinderat.

Die neue UV-Entkeimungsanlage ist in die Überwachung eingebunden; Sensoren liefern die Messdaten.

Quelle: WAGO Contact SA

Versorger stellt 320 Kubikmeter Trinkwasser pro Tag bereit

Die Wasserversorgung Wahlen versorgt etwa 1350 Einwohner sowie kleinere Industrie- und Gewerbebetriebe mit Trinkwasser. Ausserdem speist sie einen Dorfbrunnen. Das Wasser stammt aus eigenen Quellen und aus der Nachbargemeinde Laufen, da die eigenen Quellen je nach Witterungsverhältnissen nicht genügend Wasser führen. Die Gemeinde benötigt pro Tag zwischen 280 und 320 Kubikmeter Wasser. Durchschnittlich wird ein Bedarf von 60 Kubikmeter pro Person und Jahr angenommen. Bei der Bedarfsermittlung müssen auch Leckagen berücksichtigt werden, die bis zu 20 Prozent betragen können. Das Reservoir oberhalb von Wahlen, auf 462 m ü. M., fasst 750 Kubikmeter Wasser. Davon sind 250 Kubikmeter für Löscharbeiten reserviert. Die Wassermenge wird in zwei Kammern à 375 Kubikmeter vorgehalten. Eine Pumpstation am Ortseingang pumpt das Wasser zum Wasserreservoir. In dieser Station ist auch die Kopplung mit der Wasserversorgung Laufen realisiert.

Wo vorher ein diskreter Aufbau mit Schützen und Relais den Schrank füllte, übernimmt jetzt ein programmierbarer Ethernet-Controller die Steuerfunktionalität.

Quelle: WAGO Contact SA

I/O-System löst diskrete Verdrahtung ab

Das Projektteam setzt durchgehend auf flexible Komponenten, sowohl beim Automatisierungs- wie auch beim Leitsystem. Das alte Steuerungssystem bestand aus verschiedenen, teils analogen Komponenten, die diskret verdrahtet waren. Eine Vielzahl an Relais und Schützen steuerten Pumpen und ältere Anlagen. Im Rahmen der Modernisierung liess die Gemeinde einige Feldgeräte sowie die UV-Entkeimungsanlage erneuern. Den diskreten Steuerungsaufbau ersetzte Endress+Hauser entsprechend dem Konzept durch drei I/O-Knoten von Wago Contact SA, kombiniert mit dem eigenen Leitsystem P-View. Innerhalb des feldbusunabhängigen modularen I/O-Systems entschied man sich für Ethernet-Controller und anreihbare I/O-Module. Sie erfassen die feldseitigen Messwerte wie Durchflussmengen, Druck sowie Meldungen von Feuerlöschklappen und der Trübungsmessanlage. Insgesamt steuern drei dezentrale programmierbare Ethernet-Controller die Verfahrensstufen in der Pumpstation, dem Reservoir und im Verwaltungsgebäude. Die autarken Controller bleiben auch bei Ausfall des Übertragungswegs funktionstüchtig. Die Kommunikation mit dem Leitsystem erfolgt über ein Ethernet-Netzwerk, das in den Aussenstationen über Modems und 2-Draht-Kupferleitungen bereitgestellt wird. Für den Fernzugriff des Brunnenmeisters und die Fernwartung durch Endress+Hauser wurde im Verwaltungsgebäude ein DSL-Anschluss installiert. Das Leitsystem übernimmt die Protokollierung und Alarmierung sowie die Überwachung der Reservoirkammern. Brunnenmeister Rainer Schmidlin ist zufrieden: „Die neue Steuerung ist jetzt so platzsparend, dass sie in den vorhandenen Systemschränken nicht mal die Hälfte des Platzes einnimmt. Gleichzeitig ist die Bedienung über P-View komfortabel und liefert detaillierte Betriebsdaten, die ich auch von zuhause abrufen kann.“

Anstelle von langen Papierlisten gibt das Leitsystem übersichtliche Alarmlisten und Diagramme am Bildschirm aus.

Quelle: WAGO Contact SA

Mit Leitsystem den Betrieb komfortabel steuern

Das Leitsystem P-View arbeitet mit OPC-Servern und unterstützt viele industrielle Kommunikationsprotokolle. Es basiert auf offenen Standards in Bezug auf die verwendeten Software- und Hardware-Komponenten, und lässt sich flexibel auf die jeweiligen Anforderungen abstimmen. Mit diesen Kriterien eignet es sich bestens für die geforderten Aufgaben. Innerhalb des P-View-Scada-Pakets stehen vorkonfigurierte Übersichtsbilder zur Verfügung. Grenzwertverletzungen trägt das System in die Alarmliste ein und informiert den Benutzer via Bildschirmanzeige. Alternativ verschickt das Leitsystem auch Meldungen per SMS oder E-Mail. Um die Steuerung perfekt auf die Bedürfnisse der Wasserversorgung Wahlen anzupassen arbeitete Schmidlin eng mit Projektleiter Roger Jaggi von Endress+Hauser zusammen. Jaggi passte die Programmierung in CoDeSys entsprechend den Vorgaben an und nahm nach erfolgreichen Testläufen die Stationen in Betrieb. Dies geschah während des Betriebs, um den Einwohnern von Wahlen ein Abstellen der Wasserversorgung zu ersparen. Brunnenmeister Rainer Schmidlin resümiert: “Ich bin beruhigt, dass die Gemeinde mit dieser Modernisierung nun ein zukunftssicheres Steuerungssystem hat. Es liefert vielfältige Daten, mit denen wir die Betriebsführung weiter optimieren können.“

Schematische Darstellung der Anlagenstruktur.

Quelle: WAGO Contact SA