Typische Anwendungen für den Einsatz von Funk-Kommunikationsstrecken in der Prozessautomatisierung sind Anlagen mit großer Ausdehnung und bewegten oder schwer zugänglichen Anlagenteilen. Daneben spielen auch Projekte eine Rolle, bei denen alte Anlagen kostengünstig und ohne Weiterverwendung der alten Verkabelungen modernisiert werden sollen.

Kläranlagen gehören zu beiden Kategorien: Sie sind räumlich ausgedehnt, enthalten bewegliche Anlagenteile, müssen häufig modernisiert oder erweitert werden und stehen in der Regel unter hohem Kostendruck.

Die Betreiber älterer Kläranlagen stehen oft vor der Aufgabe, die örtlich verteilten Anlagenteile wie Pumpstationen, Regenüberlaufbecken oder Klärbecken für eine zuverlässige Datenkommunikation an eine modernisierte Zentrale anzubinden. Denn ein moderner, auf Effizienz und Sicherheit ausgerichteter Klärwerksbetrieb benötigt die Betriebsdaten aller Anlagenteile hochverfügbar und möglichst in Echtzeit.

Die bisher dafür üblichen Übertragungswege wie Steuerkabel oder analoge Telefonleitungen können oder sollen aus Kostengründen nicht erneuert werden oder wurden sogar abgekündigt. In dieser Situation bietet die Funktechnik mit ihrem heutigen Leistungsvermögen eine zuverlässige Alternative, und das nicht nur für den reinen Leitungsersatz, sondern auch zum Aufbau eines Kommunikationsnetzwerkes mit vertikaler Struktur.

Bei neuen Kläranlagen kommen heute zur Kommunikation zunehmend Feldbustechniken zum Einsatz. Hier können Funkstrecken eine hilfreiche und kostengünstige Ergänzung der kabel-gebundenen Installation sein, um bewegte oder schwer zugängliche Anlagenteile in das Netzwerk einzubinden.

Anwendungskompetenz gefragt

Bei allen Projekten von Schildknecht steht die technisch bestmögliche Verfügbarkeit der Funkverbindungen im Vordergrund. Das erfordert flexible technische Lösungen, die sowohl den räumlichen Gegebenheiten der Anlage (Entfernungen, Hindernisse), der bevorzugten Kommunikationstechnologie (z.B. Feldbus oder Ethernet) und schließlich der Koexistenzfrage in Bezug auf vor Ort bereits existierende Funkverbindungen Rechnung trägt.

Die mit Geräten der Dataeagle Serien aufgebauten Systeme können auf verschiedene Funktechnologien zurückgreifen. Ebenso wichtig aber ist, dass Dataeagle speziell für den Einsatz in der Prozessautomatisierung entwickelt wurde und daher sehr leicht in die Welt der Steuerungen integriert werden kann.

Der SPS-Programmierer benötigt keine Kenntnisse in der Funktechnik: Für ihn repräsentieren die Dataeagle-Geräte zwei Datenbausteine in seiner SPS bei der Serie DE 2000 bzw. ein Profibus-Kabel bei der Serie DE 3000. Beide Systeme sind fehlertolerant ausgeführt, so dass Störungen auf der Funkseite nicht auf das Feldbuskabel übertragen werden und dort einen Feldbusfehler mit Anlagenstillstand initiieren können.

Steuerungen in Kläranlagen über Funk verbinden

Die Geräteserie DE 2000 ist konzipiert für die Funk-Verbindung von Steuerungen mit unterschiedlichen Schnittstellen, wie es häufig bei Modernisierung oder Erweiterung bestehender Anlagen erforderlich wird, auch in Verbindung mit der Aufkündigung bisher verwendeter Standleitungen. Es lassen sich sowohl Punkt-zu-Punkt-Verbindungen als auch Master-Slave-Netzwerke mit bis zu 99 Dataeagle -Slaves aufbauen mit unterschiedlichen Schnittstellen an den Endpunkten der Funkstrecke.

Zahlreiche Klärwerksapplikationen wurden mit Dataeagle DE 2000 schon gelöst. Typische Beispiele sind die Verbindung von Nachklärbecken mit einer S7-Zentrale ohne Sichtverbindung über 60 Meter über DECT-Technologie mit MPI-Ankopplung oder die Ankopplung von Nachklärbecken, Vorverdicker und Regenüberlaufbecken an vorhandene S5 und S7 Steuerungen, wobei die Steuerungen zu einem Master/Slave-Funknetz verbunden werden.

Klärwerksmodernisierung in München

Im Rahmen von Modernisierungen älterer Klärwerke entsteht fast immer die Forderung, bei den beweglichen Anlagenteilen wie Sandfängern oder Rundbecken den historisch über Schleifringe erfolgenden Datenabgriff durch eine Technik mit höherer Betriebssicherheit und geringerem Wartungsbedarf zu ersetzen.

Hierzu bietet sich generell die Funktechnik an, mit deren Hilfe die Strecke bis zur Einkopplung in die Leittechnik zuverlässig aufgebaut werden kann. Die Entscheidung für eine spezielle Funktechnologie wird dabei überwiegend von den Gegebenheiten der Anlage, in geringerem Maße auch von einschlägigen Erfahrungen des Betreibers beeinflusst.

Die Stadtwerke München haben in ihrem Klärwerk I „Gut Großlappen" bereits über längere Zeit gute Erfahrungen mit dem Einsatz der Bluetooth-Technologie und Produkten von Schildknecht gemacht. Daher wurde diese Technik auch für die Modernisierung des Klärwerks II „Gut Marienhof" gewählt, was auch den Vorstellungen des Planungsbüros Plan-Consult und des ausführendem Unternehmen Wisag nach Nutzung moderner Technologien entsprach.

So wurden bis heute bereits 6 von geplanten 18 Funkstrecken (16 Rundbecken und 2 Sandräumer) mit Bluetooth und wiederum unter Verwendung von Schildknecht-Gerätetechnik in die zentrale Leittechnik eingebunden. Da die Leittechnik auf Profibus DP als Kommunikationstechnik aufbaut, wurden Geräte der speziell dafür entwickelten Serie Dataeagle 3000 eingesetzt:

Die damit aufgebauten Funkstrecken sind für Profibus transparent und überbrücken Entfernungen von 10 bis 60 m, auch wenn keine direkte Sichtverbindung besteht. In vorliegenden Fall wird beispielsweise die Strecke von den Sandfängern bis zur Einkopplung über 55 m ohne Sicht und mit Behinderung durch Eisenrohre voll betriebssicher überbrückt.

„Die Betriebserfahrungen sind ausgesprochen gut ...", so die Aussage von Markus Ertelt, dem Verantwortlichen des ausführenden Unternehmens Wisag, „.. die Unanfälligkeit gegen Störungen und die damit erreichte hohe Wartungsfreiheit erfüllt alle Erwartungen hinsichtlich gesteigerter Betriebssicherheit und gesenkten Wartungskosten".

Hier kommt die in der Serie DE3000 umgesetzte, patentierte Funkstrecken-Stabilisierung voll zum Tragen, die eine Generierung von Feldbusfehlern sicher verhindert. Das bestätigen auch die Erfahrungen aus ähnlichen Installationen in verschiedensten Branchen. Eine hohe Betriebssicherheit von Funkstrecken ist kein Selbstläufer: Sie basiert vielmehr auf einer genauen Analyse der örtlichen Gegebenheiten in Kombination mit der Auswahl der dafür geeigneten bzw. speziell entwickelten Technologie. Das erfordert Kompetenz beim Gerätelieferanten bezüglich Technologie und Applikation, aber auch ein entsprechend variantenreiches Geräteangebot sowie die Bereitschaft des Lieferanten zu ausführlicher Beratung.

In Klärwerken ist die Funktechnik zu einer zuverlässigen Teilmenge der modernen Kommunikationstechnik geworden. Voraussetzung ist eine entsprechende Gerätetechnik, die dank ihrer speziellen Eigenschaften und ihrer Variantenvielfalt die Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten der Anlage ermöglicht.