Fast im Zeitlupentempo dreht die Räumerbrücke ihre Runden über das sich seit Anfang 2008 in Betrieb befindende dritte Nachklärbecken der Kläranlage Bergen auf Rügen. Zwei Räumschilder entfernen den Schwimmschlamm sowie den Schlamm auf dem Beckenboden. Gleichzeitig sammelt die auf der Brücke mitfahrende Station Meldungen zu diversen Anlagenzuständen sowie eventuellen Störungen und Fehlern ein. Diese werden kabellos über InduraNet p (Industrial Radio Network) an den rund achtzig Meter entfernten Leitstand übertragen. Trotz eines kalten und schneereichen Winters 2008/2009 arbeitete die Datenübermittlung völlig störungsfrei.
Im Jahr 2005 hatte die Kommune Bergen die Erweiterung ihrer Kläranlage öffentlich ausgeschrieben. Zu der mechanisch-biologischen Anlage mit drei Belebungsbecken und zwei Nachklärbecken sollte nun, um die Kapazität der Anlage zu erweitern, ein drittes Nachklärbecken hinzukommen. Die Ausschreibung sah gleichzeitig eine moderne Betriebs- und Störmeldungsüberwachung vor. Das Lastenheft gab vor, dass Zustände wie Füllstand, Schwimmschlamm- und Klarwasserabzug sowie Freigaben für Antriebe, Pumpen und Schneekehrgerät, aber auch Störmeldungen von Räumer und Pumpen an den Leitstand übermittelt und dort visualisiert werden sollen.
Bei Wind und Wetter störungsfrei
Michael Dörp von der Firma H&F industry data , die mit der Erneuerung der Steuerungstechnik beauftragt wurde, erinnerte sich in diesem Zusammenhang an Pilz. Der verantwortliche Projektleiter kannte das Unternehmen bereits als Anbieter von Sicherheits- und Steuerungslösungen. Das Funksystem InduraNet p war ihm jedoch erst im Rahmen einer Fachmesse aufgefallen. „Bei dem ausgeschriebenen Anforderungsprofil war klar, dass dies mit kontaktbehafteten Übertragungssystemen praktisch nicht zu lösen ist“, erinnert sich Michael Dörp. Wie bei allen Applikationen, wo Drehübertrager oder Schleifringübertragungssysteme zum Einsatz kommen, ist der Installationsaufwand enorm und die Wartung intensiv sowie kostspielig. Kontaktbehaftete Übertragungssysteme sind auf lineare oder Rotationsbewegungen begrenzt, keines dieser Systeme lässt eine freie Erreichbarkeit in allen drei Raumdimensionen zu. „Beim Einsatz in einer Kläranlage kommen zu den sich ungünstig auswirkenden Witterungseinflüssen noch erschwerend Schwefelwasserstoffe hinzu, die konventionellen Systemen erheblich zusetzen“, betont Michael Dörp. Häufige Wartungs- und Serviceeinsätze sind die Folge, ein Wechsel der Verschleißteile alle zwei Jahre die Regel.
Das Funksystem von Pilz wurde speziell für den rauen Industriealltag auch außerhalb schützender Hallen entwickelt. Es zeichnet sich durch robuste und störungsfreie Übertragungstechnik, hohe Verfügbarkeit und Koexistenzfähigkeit zu anderen Funkdiensten aus. Der Anwender gewinnt durch das drahtlose Kommunikationssystem mehr Flexibilität und Freiheit bei der Auslegung von Maschinen und Anlagen.
Konfliktfreies Nebeneinander dank Frequenzmanagement
Im Kern besteht ein InduraNet-p-Netzwerk aus einer Basisstation und einer Remote-Station, die Kommunikation ist in beide Richtungen möglich. Eine Basisstation kann mit bis zu vier Remote-Stationen kommunizieren, maximal zehn InduraNet-p-Netzwerke kooperieren in einer Umgebung problemlos miteinander. Sowohl Basis- als auch Remote-Station sind über konfektionierte Kabel mit Antennen verbunden, die für den industriellen Einsatz entwickelt wurden. Bei der Kläranlage sitzt die Remote-Station auf dem Räumer, über die E/A-Module – zwölf binäre Ein- und vier binäre Ausgänge – werden die Freigaben für die Antriebe, die Pumpen und das Schneekehrgerät erteilt. Die Basisstation sitzt im Schaltschrank in der Unterverteilung des Klärwerkes.
Das drahtlose Kommunikationssystem koexistiert konfliktfrei neben anderen Funkdiensten im 2,4-GHz-ISM-Band. Aufgrund seines intelligenten Frequenzmanagements beeinträchtigt das Funksystem, im Gegensatz zu Bluetooth-Funksystemen, keine anderen Industriefunksysteme. „Das intelligente Frequenzmanagement von InduraNet p fragt vorher über den Zugriffsmechanismus „Listen before talk” an, ob ein Kanal tatsächlich verfügbar ist. Belegte Frequenzen werden für eine gewisse Zeit als nicht verwendbar markiert, es kommt zu keinen Koexistenzproblemen mit anderen Funkdiensten“, erläutert Eike Walther vom technischen Büro Berlin die Funktionsweise. Zudem zeichnet sich InduraNet p durch eine hohe Störfestigkeit gegenüber Signalen anderer Funkdienste wie DECT, UMTS oder GSM aus. Die speziellen kompakten Antennen ermöglichen eine effiziente Kommunikation via Funk trotz starker Reflexionen und sich permanent ändernder Bedingungen in Bezug auf die Ausbreitung der Funkwellen. InduraNet p kommt in Kombination mit dem dezentralen E/A-System PSSuniversal zum Einsatz, mit dem sicherheitsgerichtete Signale und/oder Standardsteuerungssignale dezentral auf Feldebene verarbeitet werden können. Anbinden lässt sich das dezentrale E/A-System an alle bekannten Standardbussysteme sowie an SafetyBus p.
Über die Grenzen kabelgebundener Lösungen hinaus
Mit dem Softwaretool PSSuniversal Assistant gestaltet sich die Konfiguration einfach: Aus einer Bauteilbibliothek werden die benötigten Module per Mausklick ausgewählt. Die gesamte Konfiguration des Funknetzwerkes ist auf einer mehrmals beschreibbaren Chipkarte in der Basis- und der Remote-Station abgespeichert. Bei einem eventuellen Hardwaretausch der Stationen ist somit die Verfügbarkeit der Anlage gesichert.
InduraNet p hat in der Kläranlage Bergen auf Rügen ihre Alltagstauglichkeit unter erschwerten Bedingungen unter Beweis gestellt.
Auch außerhalb klassischer Industrieanwendungen zeigt die innovative Übertragungstechnik immer dann ihre Stärken, wenn eine Vielzahl unterschiedlicher Signale konfliktfrei übertragen werden müssen und kabel- oder kontaktgebundene Lösungen an ihre Grenzen stoßen. Die hohe Flexibilität zahlt sich auch bei der Erweiterung einer vorhandenen Steuerungsinfrastruktur aus. Statt neue Kabel zu verlegen oder Schleifkontakte zu installieren, wird lediglich die Konfiguration ergänzt.
Der Betreiber der Kläranlage hat die Vorteile des Systems erkannt. In den nächsten zwei Jahren will man auch die beiden älteren Nachklärbecken mit InduraNet-p-Systemen ausstatten. Die deutlich geringeren Service- und Wartungsintervalle machen die Anlage verfügbarer und reduzieren die Kosten.
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