lDeckblatt
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik SIMATIC PCS 7 Applikationsbeschreibung y Mai 2013
Applikationen & Tools Answers for industry.
Siemens Industry Online Support Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/61024766
Vorsicht: Die in diesem Beitrag beschriebenen Funktionen und Lösungen beschränken sich überwiegend auf die Realisierung der Automatisierungsaufgabe. Bitte beachten Sie darüber hinaus, dass bei Vernetzung Ihrer Anlage mit anderen Anlagenteilen, dem Unternehmensnetz oder dem Internet entsprechende Schutzmaßnahmen im Rahmen von Industrial Security zu ergreifen sind. Weitere Informationen dazu finden Sie unter der Beitrags-ID 50203404. http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/50203404.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Nutzen Sie auch aktiv unser technisches Forum aus dem Service & Support Portal zu diesem Thema. Bringen Sie Fragen, Anregungen oder Probleme mit ein und diskutieren Sie diese zusammen mit unserer starken Forengemeinde: http://www.siemens.de/forum-applikationen
2
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
s
SIMATIC PCS 7 Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik
Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1
Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2
Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter
3
Konfiguration des Prozessrechners HachLange SC1000
4
Literaturhinweise
5
Historie
6
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Applikationsbeschreibung
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
3
Gewährleistung und Haftung
Gewährleistung und Haftung Hinweis
Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Applikationsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.
Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertrags-typischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden.
4
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
Vorwort
Vorwort Ziel der Applikation Dieses Dokument beschreibt Architekturen und Komponenten der Wasser- und Klärtechnik im grundsätzlichen Aufbau. Die Hardware-Konfigurationen in den Beispielen dienen der Veranschaulichung und können in realen Projekten variieren. Neben der Darstellung von Automatisierungs- und Kommunikationskonzepten sollen hier auch Messstellen und Antriebsanbindungen innerhalb kleiner Anlagen aufgezeigt werden. Grundsätzlich wurde bei den Konzepten darauf geachtet, dass die hohe Verfügbarkeit einer Anlage gewährleistet ist. Kerninhalte dieser Applikation Folgende Kernpunkte werden in dieser Applikation behandelt: •
Verschiedene Konzepte mit Anlagenkonfigurationen
•
Benötigte Geräte
•
Benötigte Engineering-Tools
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Gültigkeit Gültig ab SIMATIC PCS 7 V8.0
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
5
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung...................................................................................... 4 Vorwort.......................................................................................................................... 5 1
Konfigurationen einer kleinen Kläranlage ...................................................... 7 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4
2
Konfigurationen zur Pumpenansteuerung.................................................... 16
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 3
Hydrostatische Niveauanzeige........................................................... 25 Aufbau der Niveauanzeige................................................................. 26
Konfiguration des Prozessrechners Hach-Lange SC1000 .......................... 28 4.1 4.2
6
Ansteuerungsmethoden für Pumpenanwendungen........................... 16 Direktstarter – Dauerläufer................................................................. 17 Frequenzgeregelte Pumpe – Druckregelung ..................................... 19 Sanftstarter – Dauerläufer .................................................................. 21 Y-∆-Starter – Dauerläufer................................................................... 23
Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter .................................................................................................... 25 3.1 3.2
4
Kläranlagenübersicht............................................................................ 7 Anforderungen...................................................................................... 8 Automatisierungskonzepte................................................................... 8 Übersicht Konzept 1 ............................................................................. 9 Übersicht Konzept 2 ........................................................................... 11 Übersicht Konzept 3 ........................................................................... 13 Verwendete Hard- und Software-Komponenten ................................ 15
Prozessrechner im Leitsystem SIMATIC PCS 7................................ 28 Konfiguration Leitsystem mit Prozessrechner.................................... 29
5
Literaturhinweise ............................................................................................. 30
6
Historie.............................................................................................................. 30
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1
Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.1
Kläranlagenübersicht
Überblick Kläranlagenverfahren Folgendes Bild gibt einen verfahrentechnischen Überblick über die zu realisierende Automatisierungsaufgabe. Abbildung 1-1 Pumpwerk 1-n
Hebewerk
Rechen
Sand-/Fettfang
Nachklärbecken
Belebungsbecken
FällmittelDosierstation
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Regenüberlaufbecken 1-m
Fäkalannahme
Brauchwasserbrunnen
Schlammeindicker
Schlammspeicher
Entwässerung
Schlammausbringung
optional je nach kläranlage
Beschreibung der Automatisierungsaufgabe Automatisierung einer kleinen Kläranlage für 5.000 bis 10.000 Einwohner (EW). Die Anlage soll örtlich Hardware-technisch und zentral über eine graphische Bedienoberfläche betrieben werden. Eine SITOP DC 24V /40A Stromversorgung mit angeschlossener USV – Überwachung und Akkumulatoren, soll im Falle eines Spannungsausfalls auf der AC 400V NS-Seite nachfolgende Kriterien erfüllen: 1. Verhinderung eines SPS Ausfalls, bei gleichzeitige Erhaltung der Meldefähigkeit der Kläranlage 2. Vorhaltung eines automatischen Anlaufes des Kläranlagenprozesses mit automatischer Quittierung bei Netzwiederkehr 3. Fortsetzung und Ablesbarkeit der Messungen während des Spannungsausfalls 4. Verhinderung eines Meldeschwalls nach Netzwiederkehr Mit Hilfe von innovativen Antriebsgeräten wie SIMOCODE und SINAMICS, als auch SENTRON PAC 3200 lässt sich auf einer kleinen Kläranlagen auch ein kostengünstiges Energiemanagement aufbauen.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
7
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.2
Anforderungen
Anforderungen durch die Automatisierungsaufgabe Tabelle 1-1 Anforderung
Erläuterung
Alle Antriebe sollen mit Vor-Ort-Bedienung ausgerüstet werden.
Die Bedienung soll auch bei Ausfall der Steuerung möglich sein.
Der Betriebszustand jedes Antriebs soll am Schaltschrank signalisiert werden (Betrieb/Störung).
Die Anzeige ist mit Display oder Leuchtmelder ausgeführt.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Antrieb ab 5,5 kW (ohne Frequenzumformer) müssen mit einer Υ/∆ Kombination ausgerüstet werden.
1.3
Zentrale Bedienung an zentraler Stelle über Tastatur /Maus oder Touch-Screen.
Örtlicher Leitstand
Kopplung zur zentralen Leittechnik
Die Archivierung und Protokollierung erfolgt an der zentralen Leittechnik. Kann bei Variante 3 auch lokal erfolgen (Protokolle mit zusätzlicher Software).
Alle Messungen sollen örtlich ablesbar bleiben (24V DC Versorgungsspannung), auch bei einem Ausfall der SPS oder 230V / 400V AC-Spannungsversorgung.
Alle Messungen und die Steuerung müssen über USV-gepufferte 24V DC-Versorgung gespeist werden.
Automatisierungskonzepte
Nachfolgend werden drei mögliche Automatisierungskonzepte beschrieben. • • •
8
Variante 1 ( S. 9 ) besteht aus 3 SIMATIC-Steuerungen. Alle Aggregate und Messungen werden über konventionelle Ein-Ausgangsbaugruppen an die Steuerung angebunden. Variante 2 ( S. 11 ) besteht aus einer Soft-PLC (WinAC). Alle Aggregate und Messungen werden, soweit möglich, mittels Profibus DP an die Steuerung angebunden. Variante 3 ( S. 13 ) ist als vollwertige PCS 7-Lösung ausgeführt. Der überwiegende Teil der Aggregate wird über PROFINET mit der zentralen S7400 verbunden. Die Messungen der nicht PROFINET-fähigen Geräte sind über konventionelle IO- Baugruppen (4..20 mA) angeschlossen.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.3.1
Übersicht Konzept 1
Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten des Konzeptes:
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 1-2
Aufbau Konzept 1 Das Konzept 1 beschreibt ein Automatisierungskonzept mit drei Steuerungen und einem Touch Panel als zentrale Bedien- und Beobachtungsstation auf Basis WinCC flexible. Alle Aggregate und Messungen werden mittels E/A-Baugruppen mit den Steuerungen verbunden. Die Anlage wird auf 3 Automatisierungsschwerpunkte aufgeteilt ( S. 10 ). Jeder Automatisierungsschwerpunkt ist mit einer Steuerung ausgerüstet. Der Anlagenstatus wir mit LED-Leuchtmeldern angezeigt. Die Vor-Ort-Bedienung erfolgt über Knebelschalter in den Schaltschranktüren. Die Steuerung (IM 151-8) und das Touch Panel (IPC 277D)werden über eine USVgepufferte DC 24V versorgt.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
9
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
Aufteilung der Automatisierungsschwerpunkte 1.
2.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
3.
Automatisierungsschwerpunkte: Allgemeine E-Technik, Zulauf mit mechanischer Reinigung (3*Schaltschrankfelder: H-B-T/2000-80-80) • Einspeisung 400VAC, 24VDC-Versorgung, • Einlauf • Hebewerk • Fäkalannahme • Rechen • Sandfilter Automatisierungsschwerpunkte: Reinigung mit Schlammbehandlung (2*Schaltschrankfelder: H-B-T/2000-80-80) • Belebungsbecken • Fällmitteldosierung • Schlammbehandlung (Schlammeindicker u. Schlammspeicher) Automatisierungsschwerpunkte Nachklärung und Auslauf (2*Schaltschrankfelder: H-B-T/2000-80-80) • Nachklärung • Auslauf • Brauchwasser • Sonstige Nebenanlagen
Software und Bedienkonzept Die Software der drei Steuerungen wird mit Hilfe der „Industry Library V8.0“ (IL) und SIMATIC-S7-CFC erstellt. Zentrale Bedienung und Beobachtung erfolgt über das Touch Panel. Zur Visualisierung werden die standardisierten Symbole und Faceplates der IL flexible mit WinCC flexible genutzt. Durch den Einsatz der Standardbibliothek lassen sich kostengünstig kleine Applikationen bestehend aus Bausteinen, Symbolen und Faceplates erstellen. Die Projektierung erfolgt über ein Field-PG (oder Laptop). Alle Engineering Tools werden auf diesem Rechner installiert.
Archivierung und Protokolle Eine Archivierung der Prozessdaten in WinCC flexible ist möglich aber nicht branchenüblich. Der Umfang ist durch den vorhandenen Speicher oder einer zusätzlichen SD-Card im Panel-PC stark begrenzt. Es wird empfohlen, durch den Anschluss einer Ferndaten- oder Fernwirkübertragung die meldungs- und archivierungsrelevanten Daten an eine zentrale Leitstelle zu übertragen und dort mittels TIPS oder ACRON gemäß ATVDVWK-M 260 oder Hirthammer zu archivieren und protokollieren.
10
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.3.2
Übersicht Konzept 2
Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten des Konzeptes:
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 1-3
Aufbau Konzept 2 Das Konzept 2 beschreibt ein Automatisierungskonzept mit einer zentralen Steuerung (SIMATIC Soft-PLC). Der Soft-PLC übernimmt die Steuerungsaufgaben der SPS und wird gleichzeitig für die zentrale Bedienung und Beobachtung über das Touch-Panel auf Basis WinCC flexible genutzt. Alle Aggregate und Messungen werden mittels Profibus DP mit der Steuerung verbunden. Der optische PROFIBUS-Ring verbindet die Messgeräte im Feld, mit den im Schaltschrank montierten Profibusteilnehmern. Die Antriebe von SINAMICS und SIMOCODE wurden zu einer Linienstruktur in Kupfer zusammengefasst. Über einen OLM erfolgt die Anbindung dieser Linienstruktur an den optischen Profibus-Ring. Die Verfügbarkeit der PROFIBUSKommunikation der Antriebe kann durch den Austausch der Kupferkabel gegen Lichtwellenleiterkabel erhöht werden. Dazu müssen aber zusätzlich OLM Geräte für diese konzeptionelle Lösung bereitgestellt werden. Die Vor-Ort-Bedienung erfolgt über die Bediengeräte (OP) der Profibusgeräte von SINAMICS und SIMOCODE. Geräte ohne eigene Profibusschnittstelle werden über Knebelschalter und LED-Leuchtmeldern in den Schaltschranktüren bedient /angezeigt.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
11
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
Aufteilung der Automatisierungsschwerpunkte Die Automatisierung wird zentral in einem Automatisierungsschwerpunkt aufgebaut. Die Steuerung, alle Profibus-Teilnehmer und der Panel-PC sollten über eine USVgepufferte DC 24V versorgt werden. Hier gelten die gleichen konzeptionellen Rahmenbedingungen wie in Kapitel 1.2 Anforderungen beschrieben.
Software und Bedienkonzept Die Software der Steuerung wird mit Hilfe der „Industry Library V8.0“ (IL) und SIMATIC- S7 CFC erstellt. Zentrale Bedienung und Beobachtung erfolgt über das Touch Panel auf Basis WinCC flexible. Zur Visualisierung werden die standardisierten Symbole und Faceplates der IL flexible mit WinCC flexible ebenfalls genutzt.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Durch den Einsatz der Standardbibliothek lassen sich kostengünstig kleine Applikationen bestehend aus Bausteinen, Symbolen und Faceplates erstellen. Die Projektierung erfolgt über ein Field-PG (oder Laptop). Alle Engineering Tools werden auf diesem Rechner installiert.
Archivierung und Protokolle Auch bei diesem Konzept ist eine Archivierung der Prozessdaten auf dem WinCC flexible möglich, aber nicht branchenüblich. Der Umfang ist durch den vorhandenen Speicher oder einer zusätzlichen SD-Card im Panel-PC stark begrenzt. Es wird empfohlen, durch den Anschluss einer Ferndaten- oder Fernwirkübertragung die meldungs- und archivierungsrelevanten Daten an eine zentrale Leitstelle zu übertragen und dort mittels TIPS oder ACRON gemäß ATVDVWK-M 260 oder Hirthammer zu archivieren und protokollieren.
12
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.3.3
Übersicht Konzept 3
Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten des Konzeptes:
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 1-4
Aufbau Konzept 3 Das Konzept 3 beschreibt ein PCS 7-Automatisierungskonzept mit einer zentralen Steuerung (SIMATIC-S7-400) und einem separaten PC-Platz der zur Bedienung und Beobachtung als auch zum Engineering genutzt werden kann. Alle Aggregate sollten in dieser Lösung möglichst mittels PROFINET mit der Steuerung verbunden werden. Der „Kupfer“-Ring verbindet die im Schaltschrank montierten PROFINETTeilnehmer über einen Switch (X204-IRT), der als Redundanzmanager eine hochverfügbare Kommunikationsvariante vorsieht. Bei Ausfall eines PROFINET-Teilnehmers in der Ringstruktur schaltet der Switch die verfügbaren Antriebsteilnehmer binnen 30 ms in eine Liniestruktur um, ohne dass Daten verloren gehen. Die Vor-Ort-Bedienung erfolgt über die Bediengeräte (OP) der PROFINET-Geräte von SINAMICS und SIMOCODE. Geräte ohne eigene PROFINET-Schnittstelle werden über Knebelschalter und LED-Leuchtmeldern in den Schaltschranktüren bedient/angezeigt.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
13
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
Aufteilung der Automatisierungsschwerpunkte Die Automatisierung wird zentral in einem Automatisierungsschwerpunkt aufgebaut. Die Steuerung, alle PROFINET-Teilnehmer und des SIMATIC PCS 7 ES/OSEinzelplatz werden über eine USV-gepufferte 24VDC versorgt und im zentralen Automatisierungsschwerpunkt montiert. Hier gelten die gleichen konzeptionellen Rahmenbedingungen wie in Kapitel 1.2 Anforderungen beschrieben.
Software und Bedienkonzept Die Software für Steuerung und Visualisierung wird mit Hilfe der „Industry Library V8.0“ und SIMATIC PCS 7 V8.0 erstellt. Durch die Verwendung der Standardbibliothek und PCS7 kann die Applikation kostengünstig mit hoher Qualität erstellt und auch bei Bedarf erweitert werden.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Die Projektierung erfolgt über den im Schaltschrank installierten Box-PC. Alle Engineering-Tools werden auf diesem Rechner installiert. Durch die Verwendung von SIMATIC PCS 7 kommen vorgefertigte CFC-Typen zum Einsatz, die auch eine weitgehende automatische Generierung von Prozessbildern erlaubt. Zusätzlich bietet SIMATIC PCS 7 auf der OS eine automatische Anzeige von Systemmeldungen, die den Status der Automatisierungstechnik abbilden. Mit dieser Variante können alle Möglichkeiten der SIMATIC PCS 7 Prozessautomatisierung genutzt werden. (Siehe auch Internet: SIMATIC PCS 7 Prozessautomatisierung)
Archivierung und Protokolle SIMATIC PCS 7 bietet eine umfangreiche Messwert-/Meldearchivierung. Außerdem werden alle Bedienungen erfasst. Die meldungs- und archivierungsrelevanten Daten können auf dem Box-PC direkt über TIPS oder ACRON gemäß ATV-DVWK-M 260 oder Hirthammer archiviert und protokolliert werden. Ein entsprechend großer Umlaufpuffer (abhängig von der Festplattengröße und PC-Ausstattung) besteht auf dem Box-PC direkt zur Verfügung. Langzeitarchivdaten müssen zusätzlich auf externen Speichermedien z.B. durch den Einsatz einer größeren SSD-Festplatte (Solid State Disk) oder externen USB Festplatte ausgelagert werden.
14
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
1 Konfigurationen einer kleinen Kläranlage
1.4
Verwendete Hard- und Software-Komponenten Folgende Konfigurations-Tools können verwendet werden: •
Konfiguration SIMATIC SIMATIC Selection Tool
•
Konfiguration SIMATIC HMI SIMATIC HMI-Auswahlhilfe
•
Konfiguration Field PG SIMATIC Field PG M
•
Konfiguration Box PC
•
Konfiguration Motorabzweige Motorabzweig Konfigurator
•
Konfiguration Schalter, Taster, Leuchtmelder Bedienelement
•
Konfiguration Schalttechnik Industrielle Schalttechnik
•
Prozess Instrumente PIA Life Cycle Portal
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
SIMATIC BOX-PC
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
15
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2
Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2.1
Ansteuerungsmethoden für Pumpenanwendungen Die Ansteuerung und der Betrieb einer Pumpe lassen sich durch verschiedene Möglichkeiten realisieren.
Ansteuerungsarten
Hinweis
•
Versorgung der Pumpe über einen Frequenzumrichter „SINAMICS G120“
•
Direktstart der Pumpe über Leistungsschalter „SENTRON“
•
Anlauf mit Sanftstarter „SIRIUS 3RW44“
•
Y-∆-Start durch „SIMOCODE proV“
Detaillierte Informationen zur Anbindung von Antrieben der SINAMICS und MICROMASTER 4-Familie finden Sie unter folgendem Beitrag:
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/58007228
16
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2.1.1
Direktstarter – Dauerläufer
Schema
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-1: Direktstarter
Anforderung an die Automatisierungsaufgabe Tabelle 2-1 Anforderung Direktstart einer Pumpe als Dauerläufer
Erläuterung (vgl. Schaltplan auf nächster Seite) Der Frequenzumformer (-U1) dient der Drehstromerzeugung. Der Motor wird über -K1 direkt gestartet (über SIMOCODE oder SIMATIC S7). Der Motorschutz erfolgt durch den Motorschutzschalter (-Q2). Die Leistungserfassung erfolgt über den SENTRON PAC3200 (-P1). Der Leistungsschalter SENTRON 3VL (-Q1) gewährleistet die Selektivität der NSVersorgung.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
17
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
Schaltplan
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-2
18
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2.1.2
Frequenzgeregelte Pumpe – Druckregelung
Schema
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-3: Frequenzumrichter
Anforderungen an die Automatisierungsaufgabe Tabelle 2-2 Anforderung
Erläuterung (vgl. Schaltplan auf nächster Seite)
Pumpe wird zur Druckregelung verwendet
Der Druckregler wird in einer SIMATIC-Steuerung projektiert. Die Ansteuerung des Frequenzumrichters (-U1) erfolgt von der Steuerung. Die Verbindung kann über Profibus oder IO-Verschaltung erfolgen Der Motor wird über -K1 mit dem Frequenzumformer verbunden. Die Leistungserfassung erfolgt über das SENTRON PAC3200 (-P1). Der Leistungsschalter SENTRON 3VL (-Q1) gewährleistet die Selektivität der NS-Versorgung. Der Motorschutz erfolgt durch den Frequenzumformer (-U1).
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
19
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
Schaltplan
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-4
20
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2.1.3
Sanftstarter – Dauerläufer
Schema
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-5: Sanftstarter
Anforderungen an die Automatisierungsaufgabe Tabelle 2-3 Anforderung Softstart einer Pumpe als Dauerläufer
Erläuterung (vgl. Schaltplan auf nächster Seite) Der Frequenzumformer (-U1) dient der Drehstromerzeugung. Der Motor wird über –K2, K3, K4 und Softstarter (-U2) gestartet. (Steuerung erfolgt über SIMOCODE, kann aber auch durch eine Steuerung erfolgen). Der Motorschutz erfolgt durch den Motorschutzschalter (-Q2). Die Leistungserfassung erfolgt über den SENTRON PAC3200 (-P1). Der Leistungsschalter SENTRON 3VL (-Q1) gewährleistet die Selektivität der NSVersorgung.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
21
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
Schaltplan
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-6
22
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
2.1.4
Y-∆-Starter – Dauerläufer
Schema
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-7: Y-∆-Starter
Anforderungen an die Automatisierungsaufgabe Tabelle 2-4 Anforderung Y-Δ-Start einer Pumpe als Dauerläufer
Erläuterung (vgl. Schaltplan auf nächster Seite) Der Frequenzumformer (-U1) dient der Drehstromerzeugung. Der Motor wird über –K3, K5, K6 und K7 gestartet. Die Steuerung erfolgt über einen SIMOCODE proV. Der SIMOCODE kann über PROFIBUS DP an eine SIMATICSteuerung angekoppelt werden. Der Motorschutz erfolgt durch den Motorschutzschalter (-Q2). Die Leistungserfassung erfolgt über den SENTRON PAC3200 (-P1). Der Leistungsschalter SENTRON 3VL (-Q1) gewährleistet die Selektivität der NSVersorgung.
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
23
2 Konfigurationen zur Pumpenansteuerung
Schaltplan
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 2-8
24
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
3 Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter
3
Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter Die Füllstandsmessung dient der Erfassung der Standhöhe von Flüssigkeiten und Schüttgütern in einem Behälter.
3.1
Hydrostatische Niveauanzeige Für die hydrostatische Füllstandmessung in offenen Behältern dient der hydrostatische Druck, erzeugt durch die Höhe der Flüssigkeit, als Messwertlieferant. Der gemessene Druck ist somit ein direktes Maß für den Füllstand und der Höhe der Flüssigkeit über dem Sensor.
Überblick Anlagenkonfiguration
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 3-1: Übersicht
Anforderungen •
Höhenstandsmessung mit einer maximalen Tiefe von 160 Meter
•
Signalübertragung mit PROFIBUS (Feldbus)
•
Lokale Höhenstandsanzeige unabhängig von Feldbuskommunikation
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
25
3 Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter
3.2
Aufbau der Niveauanzeige
Schema Abbildung 3-2: Aufbau der Lösung
Local Display PROFIBUS
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
4-20 mA
4-20 mA
Power Supply
Hydrostatic Level Meter
Vorteile des Aufbaus
26
•
Messung mit eigener Stromversorgung
•
Lokale Anzeige funktionstüchtig auch bei inaktivem Feldbus
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
3 Konfiguration einer hydrostatischen Füllstandsmessung im Stahlbehälter
Verschaltung des Aufbaus
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 3-3: Schaltplan Aufbau
Verwendete Hardware •
Digital Display RD100
•
Hydrostatic Level Meter SITRANS P, MPS Series
•
Power Supply SITOP Power
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
27
4 Konfiguration des Prozessrechners Hach-Lange SC1000
4
Konfiguration des Prozessrechners HachLange SC1000
4.1
Prozessrechner im Leitsystem SIMATIC PCS 7 Der Prozessrechner SC1000 der Firma Hach-Lange soll in eine SIMATICAutomatisierungslösung (SIMATIC PCS 7) eingebunden werden.
Überblick der Anlagenkonfiguration
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Abbildung 4-1: Konfiguration
Anforderung Die Prozesswerte des Prozessrechners sollen der PLC zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Dem Prozessrechner werden Prozesswerte aus der PLC übergeben. Die Steuerung und Regelung der gesamten Anlage erfolgt über die PLC.
28
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
4 Konfiguration des Prozessrechners Hach-Lange SC1000
4.2
Konfiguration Leitsystem mit Prozessrechner
Automatisierungslösung Der Prozessrechner von Hach-Lange berechnet und wertet das Prozessmodell aus. Die erforderlichen Sollwerte bzw. Prozesswerte werden zwischen dem Prozessrechner und der AS 416-3 über Industrial Ethernet im Datenquerverkehr ausgetauscht. Die Prozesshoheit liegt dabei auf der AS 416-3 und dem Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7. Das bedeutet, das der HL SC1000 trotz seiner Mikrocontroller-Funktionen, die Aufgabe eines Messumformers für die Aufnahme und Weiterleitung der Analysemessungen über PROFIBUS DP an die SIMATIC AS 416-3 hat. Alle erforderlichen Funktionen der Anlagenkonfiguration „BIOLOGIE“ wie z.B. das Ein/Ausschalten der Gebläsemotoren, Druckmessungen etc werden von der SIMATIC AS 416.3 ausgeführt.
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Der Prozessrechner von HL ist in diesem Konzept für die Bedienung und Beobachtung vorgesehen. Ein Fernzugriff aus der Warte über ES oder OS-Client auf den Prozessrechner HL ist via TCP/IP, VCN, NetMeeting oder Remote Desktop möglich.
Schema Abbildung 4-2
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
29
5 Literaturhinweise
5
Literaturhinweise Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneter Literatur wieder. Tabelle 5-1
Copyright © Siemens AG 2013 All rights reserved
Themengebiet
6
Titel
\1\
Referenz auf den Beitrag
http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/61024766
\2\
Siemens I IA/DT Customer Support
http://support.automation.siemens.com
\3\
Siemens PIA Portal (Hilfe zur Auswahl von Prozessfühlern)
https://www.pia-portal.automation.siemens.com/default.htm
\4\
Siemens Industry Sector Wasser und Abwasser
http://www.automation.siemens.com/mcms/waterindustry/de/Seiten/default.aspx
\5\
Siemens Produktinformation SIMOCODE
http://www.automation.siemens.com/mcms/industrialcontrols/de/steuergeraetueberwachungsgeraet/simocode/Seiten/default.aspx
\6\
SINAMICS G: Drehzahlsteuern von G120/G120C /G120D/G120P mit STEP 7 V5
http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/58820849
Historie Tabelle 6-1 Version V1.0
30
Datum 05/2013
Änderung Erste Ausgabe
Typische Konfigurationen in der Wasser- und Abwassertechnik V 1.0, Beitrags-ID: 61024766
