Download - Bachmann electronic GmbH
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energy.application<br />
Integrierte Automatisierungssysteme
Über<br />
140.000 MW<br />
erzeugte erneuerbare Energie<br />
Mehr als<br />
3.000 BHKWs<br />
vom M1-Automatisierungssystem gesteuert<br />
Über<br />
40 Jahre<br />
Erfahrung in der Automatisierungstechnik
energy.application<br />
<strong>Bachmann</strong> bringt<br />
volle power<br />
Wir automatisieren die Energietechnik:<br />
Sicher, flexibel und modular<br />
<strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong> bietet weltweit Kunden aus dem Bereich<br />
»Erneuerbare Energien« anspruchsvollste Automatisierungslösungen.<br />
Das Wohl unserer Kunden stellen wir dabei in den Mittelpunkt:<br />
Wir liefern maßgeschneiderte Lösungen und orientieren uns an den<br />
höchsten Ansprüchen. Spezielle Markt- und Kundenanforderungen<br />
erfüllen wir schon längst standardmäßig.<br />
Erneuerbare Energie ist Energie aus lokal verfügbaren,<br />
nachwachsenden Rohstoffen. Sie<br />
versorgt die Bevölkerung zuverlässig und krisensicher<br />
ohne gefährliche Transporte quer<br />
über den Globus. Gerade in Zeiten der Verknappung<br />
fossiler Energieträger, wie Erdöl und<br />
den daraus resultierenden Abhängigkeiten,<br />
wird Bioenergie immer wichtiger. Neben all<br />
diesen positiven Aspekten ist die Nutzung von<br />
Bioenergie auch noch CO 2<br />
-neutral.<br />
Seit 1970 wächst <strong>Bachmann</strong> mit jeder neuen<br />
Herausforderung. Bei den weltweit größten<br />
Herstellern von dezentralen Energie-Erzeugungsystemen<br />
gilt der Name <strong>Bachmann</strong> als<br />
Referenz für erstklassige Automatisierungsund<br />
Steuerungstechnik. Weiterdenken,<br />
zukunftsweisende Akzente setzen und schon<br />
heute Kundenanforderungen von morgen realisieren,<br />
das ist die Maxime von <strong>Bachmann</strong>.<br />
Die Anforderungen an die Automatisierung von<br />
modernen Energieanlagen sind in den letzten<br />
Jahren massiv gestiegen und das verlangt von<br />
den Anbietern ein hohes Maß an Flexibilität,<br />
Offenheit und innovatives Know-how. Unsere<br />
Kunden erhalten höchst zuverlässige Komplettlösungen,<br />
die die Produktivität und Souveränität<br />
ihrer Applikationen erhöhen, die nötigen<br />
Ressourcen für ihr Kerngeschäft freihalten und<br />
zuverlässig auch in der Zukunft eingesetzt<br />
werden können. Firmen, die mit <strong>Bachmann</strong><br />
Systemen ihre Applikationen umsetzen, können<br />
ihre Lösungen extrem schnell am Markt<br />
platzieren und werden durch unser weltweites<br />
Netz technischer Niederlassungen dabei entsprechend<br />
unterstützt. Ob einzelne Teilanlagen<br />
oder komplette Kraftwerke – wir<br />
bringen unsere Kunden auf Erfolgskurs.<br />
Technisch und wirtschaftlich.
Die sichere Zukunft<br />
ihrer Energieanlage<br />
Mit Systemlösungen von <strong>Bachmann</strong> alles im Griff<br />
Das leistungsstarke M1-Automatisierungssystem integriert Mess-, Regelungsund<br />
Steuerungsabläufe kosten- und prozessoptimiert in Ihre Energieanlage.<br />
Zusätzlich sind viele weitere Funktionen direkt im Steuerungssystem integriert.<br />
Von der Netzüberwachung bis zur Netzsynchronisierung werden weder<br />
zusätzliche Hardware noch Schnittstellen benötigt.<br />
Automatisierungssystem<br />
für die Energietechnik<br />
Skalierbares Steuerungssystem<br />
Touch HMI bis 19", webbasierend<br />
GIO: Frei parametrierbare Ein- und<br />
Ausgangskanäle digital/analog<br />
GSP: Netzwerksynchronisation<br />
integriert und zertifiziert nach<br />
VDE-AR-4105 und BDEW FGW TR3<br />
und TR8 im M1-Steurerungssystem<br />
Alarmmonitoring/Trenddarstellung<br />
BHKW-Template<br />
80 % der Software ist<br />
ready-to-use und offen<br />
für die Integration von<br />
Ihrem Know-how
energy.application<br />
Fernwirkprotokolle<br />
nach Norm<br />
Einbindung in virtuelle Kraftwerke<br />
nach Norm 60870-5-101/103/104<br />
MMS 61850-7-420<br />
Fernwartung<br />
Einfacher und sicherer<br />
Service durch integrierte<br />
Funktionalitäten im<br />
M1-Steuerungssystem<br />
Offene Feldbussysteme<br />
CAN/CANopen/J1939<br />
Modbus RTU/TPC, M-Bus<br />
PROFINET, PROFIBUS<br />
TCP/IP
Das <strong>Bachmann</strong> System<br />
Die Automatisierungslösung für Energietechnik<br />
Wir haben den Überblick und denken für Sie immer einen<br />
Schritt weiter. Unsere innovativen Lösungen sorgen für<br />
ein effizientes Engineering Ihrer Anlagen. So sieht intelligente<br />
Automatisierung moderner Energieanlagen aus.
energy.application<br />
Automatisierung<br />
Spitzentechnologie<br />
ohne Limits<br />
08<br />
Power quality<br />
Netzmessung auf<br />
höchstem Niveau 10<br />
Solution Center<br />
All-In-One Engineering 12<br />
M1 web MI pro<br />
SCADA und HMI der Zukunft 16<br />
M-Target for simulink ®<br />
Regelung und Ablauf<br />
voll im Griff 18<br />
Condition<br />
monitoring system<br />
Mehr Sicherheit<br />
mehr Ertrag<br />
20<br />
Safety Control<br />
Sicherheit ohne<br />
Kompromisse<br />
22
Spitzen-<br />
technologie<br />
ohne limits<br />
Automatisierung<br />
Mit unserem M1-Automatisierungssystem und den integrierten<br />
Technologien bieten wir eine Komplettlösung für den Bereich<br />
»Erneuerbare Energien«, die den zukünftigen Anforderungen entspricht.<br />
ENGINEERING TOOLS<br />
Offene Kommunikation<br />
<strong>Bachmann</strong> ist kommunikationsfähig und flexibel – durch<br />
standardisierte Protokolle und offene, transparente Bussysteme<br />
(PROFIBUS, PROFINET, ETHERCAT, FASTBUS, CANopen, Modbus<br />
RTU / TCP, M-Bus)<br />
BHKW-Template<br />
Spitzentechnologie<br />
Ob als Anlagensteuerung für<br />
dezentrale Energieanlagen<br />
wie Biogasanlagen, Kraft-Wärme-<br />
Kopplungen, Biomassekraftwerke,<br />
für Biotreibstofferzeugung,<br />
Wasserkraftwerke oder<br />
ORC-Anlagen.<br />
fernwirkprotokoll<br />
Netzsynchronisation GSP<br />
Investitionsschutz<br />
<strong>Bachmann</strong> sichert Ihre Investition<br />
– Langzeitverfügbarkeit<br />
der Hardware bis zu 20 Jahre,<br />
zu 100 % auf- und abwärtskompatible<br />
Applikationen<br />
8
energy.application<br />
Integrierte Sicherheit<br />
<strong>Bachmann</strong> ist einfach sicher –<br />
Integration der funktionalen<br />
Sicherheit ins M1-System, Zertifizierungen<br />
nach ISO13849 – PLe,<br />
EN62061- SIL3 und EN61508<br />
Steuern und regeln<br />
Produkte<br />
Unser breites und modulares<br />
Produktspektrum erfüllt<br />
wirklich jeden Kundenwunsch.<br />
Mit uns bekommen Sie eine<br />
homogene und ganzheitliche<br />
Systemlösung, die noch dazu<br />
leistungsstark, außerordentlich<br />
robust und offen ist. Vom<br />
Bussystem über die Steuerung<br />
bis hin zur Visualisierung – wir<br />
bieten Ihnen alles aus einer<br />
Hand und in höchster Qualität.<br />
web MI<br />
Perfektes Engineering<br />
<strong>Bachmann</strong> ist flexibel wie der<br />
Markt – »Rapid Prototyping« durch<br />
direkte und komfortable Integration<br />
in MATLAB ® /Simulink ®<br />
Bedienen und beobachten<br />
Systemlösungen<br />
<strong>Bachmann</strong> bietet Lösungen<br />
aus einer Hand – Systemlieferant<br />
für IPC, HMI, PLC,<br />
IO und Safety<br />
Hohe Standards<br />
<strong>Bachmann</strong> verwendet Marktstandards<br />
in Hard- und Software –<br />
Intel-Prozessoren, CoDeSys,<br />
Java, Web-Technologien<br />
ColdClimate<br />
Lösung für jede<br />
Umgebung – für<br />
Betriebstemperaturen<br />
von -30 °C bis<br />
+60 °C (Temperaturspitzen<br />
von -40 °C bis +70 °C)<br />
9
netzmessung<br />
auf höchstem<br />
niveau<br />
Power Quality<br />
An die Netzverträglichkeit von Anlagen zur Stromerzeugung<br />
werden hohe Anforderungen gestellt. Ebenso sind die<br />
Stabilität und Regelbarkeit von Energienetzen innerhalb der<br />
Anlagen gefordert. Voraussetzung dafür ist ein zuverlässiges<br />
Power Quality- bzw. Power Management-System.<br />
GSP274 Netzsynchronisierung<br />
Mit dem Netzsynchronisierungs- und Überwachungsmodul<br />
GSP274 vereint <strong>Bachmann</strong><br />
<strong>electronic</strong> gleich mehrere Disziplinen des Energie-<br />
netzmanagements in einem Gerät: Messdaten-<br />
erfassung, ein fehlersicherer Netz- und Anlagenschutz<br />
sowie das Monitoring der Netzsynchronität.<br />
Mit minimalem Engineeringaufwand<br />
stellen wir so die gewünschte Netzqualität<br />
sicher und senken wirksam Kosten durch<br />
Integration.<br />
Das GSP274 ist in der Lage, zwei Leistungsschalter<br />
bei Netzsynchronität unabhängig voneinander<br />
zu schließen. Sobald von der Betriebsführung<br />
der entsprechende Befehl kommt,<br />
übernimmt das Modul selbstständig die Überprüfung<br />
der zu verbindenden Netze und betätigt,<br />
unter Berücksichtigung der Schaltverzögerung,<br />
den Verbindungsschalter. Zusätzlich kann über<br />
parallele Leistungsschalterkontakte das erfolgreiche<br />
Zuschalten überprüft werden.<br />
Um Stromerzeugungsanlagen ans Nieder- und<br />
Mittelspannungsnetz anzuschließen, müssen<br />
verschiedenste Anforderungen erfüllt sein.<br />
Durch die Integration von peripheren Schutzgeräten<br />
in das GSP274 werden sowohl die<br />
Ein-Fehler-Sicherheit nach VDE AR-N4105 als<br />
auch die Messwerterfassung nach FGW TR3<br />
gewährleistet. Zudem ermöglichen die integrierten<br />
Überwachungsfunktionen, wie z. B.<br />
Fault-Ride-Through oder Blindleistungs-Unterspannungsschutz,<br />
die vollständige dynamische<br />
Netzstützung. Externe Zertifizierungsinstitutionen,<br />
wie TÜV NORD, haben die Umsetzung<br />
der Schutzfunktionen entsprechend den gültigen<br />
Normen geprüft und das GSP274 zertifiziert.<br />
Mit diesem Modul aufgebaute Anlagen<br />
können deshalb schnell und problemlos abgenommen<br />
werden.<br />
Dank der vollständigen Integration des GSP274<br />
stehen hochgenaue Messdaten innerhalb der<br />
Automatisierungslösung zur Verfügung: Abweichungen<br />
von Phasenlage und Frequenz, Spannungsdifferenzen<br />
und viele weitere Parameter<br />
werden in Echtzeit erfasst und können direkt<br />
für kundenspezifische Regelungs-Aufgaben<br />
verwendet werden.<br />
GMP232 Netzmess- und<br />
Schutzmodul<br />
Das Netzmess- und Schutzmodul GMP232<br />
wurde 2011 das erste Mal dem interessierten<br />
Fachpublikum präsentiert. Inzwischen hat sich<br />
diese intelligente Baugruppe ihren festen<br />
Platz in jeder Smart Grid-Applikation erobert.<br />
Das GMP232 wurde um zwei wesentliche<br />
Features erweitert.<br />
Ein Feature ist der Blindleistungs-Unterspannungsschutz<br />
(Q(U)-Schutz), der überwiegend<br />
in induktiven Netzen mit Nieder- und<br />
Mittelspannung eingesetzt wird. Bei einem<br />
10
energy.application<br />
VOLTAGE<br />
CURRENT<br />
MCB<br />
MCB Control<br />
BUS BAR<br />
GCB<br />
GCB Control<br />
VOLTAGE<br />
Generator<br />
Control<br />
INTERNET<br />
G<br />
CURRENT<br />
PLC<br />
MCB: Main Circuit Breaker<br />
GCB: Generator Circuit Breaker<br />
FASTBUS<br />
<br />
<br />
GSP274 –<br />
Neue Funktionen<br />
Netzmessung<br />
<br />
<br />
<br />
Netzspannung: 480 V<br />
Zusätzlich zum Modul<br />
GMP232: 4 weitere Spannungseingänge<br />
(gesamt 7;<br />
GMP 3), 1 weiterer Stromeingang<br />
(gesamt 4; GMP 3)<br />
Spannungsabfall durch eine Netzstörung wird<br />
der induktive Blindleistungsbezug aus dem<br />
Netz begrenzt. Die Blindleistungs-Unterspannungsüberwachung<br />
des GMP232 ist nach der<br />
Mittelspannungs-Richtlinie BDEW:2009 zertifiziert.<br />
Dies garantiert, dass das GMP232 diese<br />
Schutzfunktion ohne den Einsatz weiterer<br />
Zusatzgeräte übernehmen kann.<br />
Kunden von <strong>Bachmann</strong> streben stets nach<br />
Innovation. Aus diesem Grund erlaubt ein weiteres<br />
Feature des GMP232 auch die Implementierung<br />
eigener Algorithmen. So können die<br />
generierten Messwerte mit der neuen Funktion<br />
GetSamples() in der Grid-Bibliothek im<br />
<strong>Bachmann</strong> SolutionCenter in kundenspezifischen<br />
PLC- bzw. C/C++-Applikationen verarbeitet<br />
werden. Strom-, Spannungs- und<br />
Leistungswerte werden mit einer zeitlichen<br />
Auflösung von bis zu 100 μs ausgelesen. Von<br />
Experten anerkannte Algorithmen stehen wie<br />
gewohnt zur Verfügung.<br />
GM260 Netzmessmodul<br />
Mit dem Netzmessmodul GM260 komplettiert<br />
<strong>Bachmann</strong> sein Produktportfolio<br />
der Netzmessungsmodule. Auf kleinstem<br />
Raum und mit geringstem Engineeringaufwand<br />
gelingt es, präzise und zuverlässig Wirk- und<br />
Blindleistungsflüsse zu erfassen und zu dokumentieren.<br />
Die Leistungs- bzw. Energiemessung in Stromverteilanlagen<br />
erfolgt üblicherweise an einem<br />
gemeinsamen Spannungspunkt. Dies ist in<br />
der Regel dort, wo von einer gemeinsamen<br />
Sammelschiene bzw. Zuleitung die einzelnen<br />
Kabelstränge zu den jeweiligen Verbrauchern<br />
abzweigen. Das GM260 macht sich diese typische<br />
Topologie zunutze: Es teilt jeweils zwei<br />
Drei-Phasen-Abgänge mit einem Spannungsmesspunkt.<br />
Diese kompakte Realisierung reduziert die<br />
Anzahl der Spannungseingänge und damit<br />
auch den Verdrahtungsaufwand.<br />
Netzüberwachung: zusätzlich<br />
zum Modul GMP232 – Q/U<br />
Schutz (Blindleistung/Unterspannungsüberwachung)<br />
Ereignislisten<br />
Daten-Rekorder<br />
Synchronisierung:<br />
Überwachung der<br />
Synchronbedingungen<br />
Zertifizierungen –<br />
VDE AR 4105: Netz- und<br />
Anlagenschutz; erfordert<br />
zweikanaliges Messen und<br />
Auslösen; in Deutschland<br />
Pflicht beim Anschluss von<br />
Energieerzeugungsanlagen<br />
ans Niederspannungsnetz<br />
Komponentenzertifikat<br />
FGW TR3: Vereinfacht das<br />
Ausstellen von Anlagenzertifikate.<br />
Anlagenzertifikate<br />
müssen in Deutschland<br />
ausgestellt werden, um<br />
den »System-Dienstleister-<br />
Bonus« zu erhalten<br />
(= höherer Einspeisetarif).<br />
11
all-in-one<br />
Engineering<br />
SolutionCenter<br />
Das <strong>Bachmann</strong> SolutionCenter bildet einen wahren Meilenstein<br />
zur Reduktion der Engineeringkosten. Im Rahmen einer<br />
einzigen Software-Komplettlösung werden alle Aspekte des<br />
Engineering-Prozesses abgedeckt – Konfiguration, Programmierung,<br />
Regelung, Bewegung, Kommunikation, Sicherheit,<br />
Visualisierung sowie Test und Inbetriebnahme.<br />
SolutionCenter – das<br />
All-In-One Engineering-Tool<br />
Dank des hochmodularen Eclipse-Plug-in Konzepts<br />
ist das SolutionCenter einfach erweiterbar,<br />
sogar für integrierte benutzerspezifische<br />
Anforderungen.<br />
Das SolutionCenter ist ideal auf die <strong>Bachmann</strong>-<br />
Geräte und -Systeme abgestimmt und wurde<br />
von erfahrenen Anwendern mitgestaltet. Es<br />
verschafft Zeitersparnis, bringt Synergien und<br />
erhöht die Usability. Anwender profitieren vom<br />
durchgängigen Bedienkonzept und vermeiden<br />
redundante oder unnötige manuelle Eingaben.<br />
Offenheit mit System<br />
Für Steuerungsentwickler bietet <strong>Bachmann</strong><br />
modernste und standardisierte Entwicklungswerkzeuge.<br />
Das M1-System ist in SPS-Sprachen<br />
nach IEC61131, Hochsprache C/C++<br />
oder Java programmierbar. Erweiterte Regelungsaufgaben<br />
können mit Matlab ® /Simulink ®<br />
modelliert sowie simuliert werden und sind<br />
online auf dem System test- und ausführbar.<br />
Die M1-Steuerung unterstützt alle gängigen<br />
Netzwerke, wie z. B. Ethernet TC P/IP, PROFI-<br />
NET, EtherCAT, CAN-Bus oder Modbus. Dafür<br />
notwendige Konfiguratoren sind ebenso enthalten<br />
wie Diagnose- und Testtools.<br />
12
energy.application<br />
Steuerungsaufbau Offline<br />
C/C++<br />
Konfiguration der<br />
Hardware-Module<br />
Konfiguration der Feldbusse<br />
Verwaltung und Verwendung<br />
von vordefinierten<br />
Hard- und Software-Modulen<br />
IEC61131 (CoDeSys, Safety PLC)<br />
MATLAB ® und Simulink ®<br />
Java<br />
Vergabe von<br />
Signalbezeichnungen<br />
Archivierung, Export und Import<br />
von Teilsystemen oder kompletten<br />
Steuerungssystemen<br />
Konfigurieren<br />
Programmieren<br />
Software-Oszilloskop<br />
Remote Monitoring<br />
Logbücher<br />
Tasklisten mit Laufzeitmessung<br />
Test & Diagnose<br />
Visualisieren<br />
Vis Designer für<br />
konfigurierte<br />
Visualisierungen<br />
Bibliotheken für Java-<br />
Programmierung<br />
Steuern & Regeln<br />
Fehlerlisten im Error Handler<br />
Abzug von Steuerungsprotokoll<br />
Direkter Zugriff auf E/A-Signale<br />
Tools / Add-Ons<br />
DLL für Windows-<br />
Programmierung<br />
OPC-Server<br />
Variablen-Browser<br />
Internetfähige Kommunikation<br />
Feldbusse<br />
PROFINET RT und IRT<br />
CANopen, SERCOS<br />
DeviceNet, PROFIBUS<br />
EtherCAT, Modbus<br />
DriveMiddleware<br />
OPC-Server<br />
Motion Control:<br />
Softmotion (M-SMC)<br />
Königswelle (M-SHAFT)<br />
Dreidimensionale Bewegung<br />
(M-CNC)<br />
Temperaturregler (M-TEMP)<br />
M-Target for Simulink ®<br />
Eclipse-Plug-Ins<br />
Bibliotheken für Java-<br />
Programmierung und DLL für<br />
Windows-Programmierung<br />
13
viel zeit gespart<br />
Template reduziert bis zu 80 % des<br />
Engineeringaufwands von BHKW<br />
Entwickler, Hersteller und Betreiber<br />
von Blockheizkraftwerken (BHKW) finden<br />
im <strong>Bachmann</strong> SolutionCenter des M1-<br />
Automatisierungsystems eine speziell<br />
auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene<br />
Funktionsbibliothek: Das »BHKW-Template«.<br />
Das BHKW-Template enthält Lösungen für die<br />
am häufigsten benötigten Aufgabenstellungen<br />
zum Betrieb eines BHKW. Die Funktionen sind<br />
durch einfache Konfiguration bzw. Parametrierung<br />
direkt anwendbar, eine aufwändige Programmierung<br />
entfällt. Damit lassen sich bis zu<br />
80 Prozent der Engineeringkosten einsparen.<br />
Neue Anforderungen<br />
rasch umsetzen<br />
Viele BHKW-Betreiber wollen oder müssen neue<br />
Anforderungen an ihre Anlagen umsetzen.<br />
Dazu gehören zum Beispiel die Virtualisierung<br />
des Kraftwerks oder die richtlinienkonforme<br />
Umsetzung des Netzanschlusses. Aufgaben,<br />
welche eine Steuerung mit einem weit größeren<br />
Freiheitsgrad erfordern, als ihn die heute noch<br />
oft in BHKW integrierten Kompaktsteuerungen<br />
bieten können. Dieser Umstellungsaufwand ist<br />
zum Teil beträchtlich, daher schaffen wir mit<br />
dem ›BHKW-Template‹ Abhilfe.<br />
Direkt anwendbar –<br />
und zertifiziert<br />
Neben den notwendigen Aufgaben rund um<br />
den Netzanschluss wie Generator- und Netzüberwachung,<br />
Netzmessung und Synchronisation<br />
sind auch typische regelungstechnische<br />
Themen gelöst. Dazu gehören beispielsweise<br />
Drehzahl-, Leistungs-, Phasen-Frequenz- und<br />
Spannungsregelung genauso wie Gemischoder<br />
Motorkühlkreisregelung. Diese und weitere<br />
Funktionen sind als vorprogrammierte Module<br />
im ›BHKW-Template‹ verfügbar. Selbstverständlich<br />
erfüllt auch die zur Bibliothek gehörende<br />
Hardware GSP274 die Anforderungen<br />
nach VDE-AR-N4105 sowie nach FGW TR3 bzw.<br />
TR8 für Erzeugungsanlagen am Nieder- bzw.<br />
Mittelspannungsnetz. Das wurde uns durch<br />
die entsprechenden Zertifikate bescheinigt.<br />
Know-how-Schutz inklusive<br />
Natürlich können alle Funktionen auch vom<br />
Programmierer abgeändert oder ergänzt werden.<br />
Die Entwicklungswerkzeuge bleiben dabei<br />
beim Hersteller und sind für den Betrieb nicht<br />
notwendig, der Zugriff auf Betriebsparameter<br />
und Statusanzeigen ist über ein Rechtesystem<br />
steuerbar. Das ›BHKW-Template‹ ist deshalb<br />
eine höchst effektive Grundlage für das<br />
Engineering eines Blockheizkraftwerks. Es bietet<br />
jedoch genügend Raum für die Umsetzung<br />
herstellerspezifischer Erweiterungen, wobei<br />
der Schutz des Know-hows jederzeit gewährleistet<br />
ist.<br />
14
energy.application<br />
Fernwirkprotokoll nach Maß –<br />
Server in der M1-Steuerung integriert<br />
Das Fernwirkprotokoll nach IEC60870-5-104 ist<br />
im Kraftwerks-, Energieverteilungs- und Infrastrukturbereich<br />
weit verbreitet. Es ermöglicht<br />
die Steuerung und Überwachung von intelligenten<br />
Teilkomponenten und Unterstationen durch<br />
einen übergeordneten Leitstand. Die Palette dieser<br />
Teilkomponenten reicht dabei von Leistungsschaltern,<br />
Umrichtern und Energiezählern über<br />
Blockheizkraftwerke bis hin zu kompletten<br />
Kraftwerken.<br />
Die optionale Softwarekomponente IEC60870-<br />
5-104-Server erweitert das M1-Steuerungssystem<br />
um diese herstellerunabhängige Schnittstelle.<br />
Jeder normkonforme Client kann somit<br />
über das TCP/IP-Netzwerk lesend und schreibend<br />
auf ausgewählte Prozessvariablen der<br />
Steuerungsanwendung zugreifen.<br />
IEC60870-5-104 in Kürze<br />
Der Datenaustausch erfolgt über ein TCP/<br />
IP-Netzwerk. Der Server enthält ein Datenmodell<br />
als flache Liste von einzelnen Datenpunkten.<br />
Die Daten werden Informationsobjekte<br />
genannt. Der Client verbindet sich mit<br />
dem Server und sendet eine Generalabfrage.<br />
Als Antwort erhält er den aktuellen Wert aller<br />
Informationsobjekte. Anschließend überwacht<br />
der Server selbständig die Werte und überträgt<br />
diese bei einer Änderung automatisch an<br />
den Client. Auf manche Informationsobjekte<br />
kann der Client in Steuerungsrichtung auch<br />
schreibend zugreifen. Die Norm definiert eine<br />
Reihe von Telegrammtypen wie Einzelmeldung/<br />
Einzelbefehl für Bool‘sche Werte, Doppelmeldung/Doppelbefehl<br />
für Leistungsschalter mit<br />
zwei Überwachungskontakten (Schalter offen,<br />
Schalter geschlossen) oder Messwert/Sollwert<br />
als Dezimalzahl. Messwerte können auch skaliert<br />
oder normiert dargestellt werden. Jedes<br />
Informationsobjekt ist mit einer Qualitätsinformation<br />
und – je nach Typ – auch mit einem<br />
Zeitstempel behaftet.<br />
Umsetzung für die M1-Steuerung<br />
Der Server wird als zusätzliches Softwaremodul<br />
auf der Steuerung installiert. Die Software<br />
für Ablaufsteuerung und Regelung muss nicht<br />
geändert werden und wird in ihrer Laufzeit<br />
nicht beeinflusst. Somit kann dasselbe Aggregat<br />
ohne erneute vollständige Tests frei<br />
wählbar mit einer der Schnittstelle aus dem<br />
Portfolio der Fernwirkkomponenten (IEC61580,<br />
IEC61400-25, OPC DA, OPC UA, Modbus, …)<br />
ausgestattet werden, um flexibel auf Endkundenforderungen<br />
reagieren zu können. Die Auswahl<br />
der nach außen sichtbaren Prozessvariablen,<br />
also das Informationsmodell des Servers,<br />
erfolgt über eine Konfigurationsdatei, in der<br />
die Informationsobjekte definiert und mit SVI-<br />
Variablen verknüpft werden. Um die Datenrate<br />
zu reduzieren, kann für jedes Informationsobjekt<br />
eine Schwellwertfilterung vorgeschaltet<br />
werden, und für die Eingrenzung eines gültigen<br />
Bereiches können Min-/Max-Werte angegeben<br />
werden.<br />
In das Security-Konzept der M1 gliedert sich der<br />
Server insofern ein, dass alle Schreibzugriffe<br />
des Clients im Sicherheitsprotokoll der Steuerung<br />
aufgeführt werden und somit nachträglich<br />
erkennbar ist, wer zu welchem Zeitpunkt welche<br />
Befehle bzw. Sollwertänderungen durchgeführt<br />
hat. Optional kann vorgegeben werden,<br />
dass nur ein Client mit einer vorab definierten<br />
IP-Adresse eine Verbindung herstellen darf.<br />
PC<br />
• Configuring<br />
• Parametrizing<br />
• Monitoring<br />
M1 controller<br />
Process<br />
SolutionCenter<br />
Configurator<br />
Configuration<br />
Object model<br />
Data mapping<br />
SolutionCenter<br />
Monitor<br />
Software module<br />
PLC, C/C++<br />
IEC60870-5-104<br />
Server<br />
SVI<br />
Integriert: Ein IEC60870-<br />
5-104-Server erweitert das M1-<br />
Steuerungssystem.<br />
IEC60870-5-104<br />
Client<br />
MIO<br />
Sensor<br />
Actor<br />
IEC60870-5-104<br />
Client<br />
Ethernet TCP/IP<br />
15
scada und hmi<br />
der Zukunft<br />
M1 webMI pro – webbasiert und mobil<br />
Die weltweite Verbreitung mobiler, internetfähiger Geräte hat<br />
in atemberaubender Geschwindigkeit stattgefunden. Ihre<br />
einfache, intuitive Bedienung überzeugt. Erstmals sind Internetund<br />
Software-Applikationen nicht mehr ortsgebunden,<br />
sondern können weltweit verwendet werden. Mit »M1 webMI<br />
pro« stellt <strong>Bachmann</strong> eindrucksvoll seine Technologieführerschaft<br />
unter Beweis: Jede M1-Steuerung wird zum zentralen<br />
Server für fest installierte oder mobile HMI-Geräte.<br />
Die Vorteile von<br />
M1 webMI pro auf<br />
einen Blick:<br />
Wertanzeigen mit hoher<br />
Aktualisierungsrate<br />
Jedes browserbasierte<br />
Gerät wird zur HMI<br />
Bedienen und beobachten,<br />
wo und wann immer man es<br />
braucht<br />
Verlustfreie Skalierung auf<br />
alle Bildschirmgrößen<br />
So sicher wie Internet-<br />
Banking (HTTPS)<br />
Kurzer Refresh im Browser<br />
anstatt zeitintensiver<br />
Software-Rollouts<br />
Nutzung der Applikation auf<br />
unterschiedlichsten Geräten<br />
(Smartphone, Tablet oder<br />
stationäre HMI-Geräte)<br />
Integration in übergeordnete<br />
SCADA-Anwendungen<br />
Projektierung und Wartung –<br />
ein wichtiger Kostenfaktor<br />
Energieanlagen werden zunehmend komplexer<br />
und stellen immer mehr Anforderungen.<br />
Damit erhöht sich natürlich auch der Aufwand<br />
für Projektierung und Wartung. Oft ist nicht nur<br />
eine Vor-Ort-Visualisierung zu realisieren, sondern<br />
auch die Anbindung an einen Leitstand,<br />
eine eigene Visualisierung für die Fernwartung<br />
und teilweise auch schon Lösungen für<br />
mobile Endgeräte. Nicht selten werden hier für<br />
jeden Anwendungsfall separate Applikationen<br />
erstellt. Das Handling unterschiedlicher Endgeräte<br />
und Bildschirmauflösungen ist zudem bei<br />
vielen Visualisierungsprodukten nicht möglich.<br />
Reine Web-Visualisierung<br />
für die <strong>Bachmann</strong> M1<br />
Unter der Bezeichnung »M1 webMI pro« bietet<br />
<strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong> ein leistungsfähiges Produkt<br />
für reine Web-Visualisierungen an. Über<br />
einen schlanken Webserver, der direkt auf der<br />
M1-Steuerung installiert ist, können beliebige<br />
Visualisierungsgeräte, wie Smartphones aber<br />
auch leistungsstarke Bedienterminals, angekoppelt<br />
werden. Die entsprechende Berechtigung<br />
vorausgesetzt, hat man von jedem<br />
beliebigen Punkt der Welt aus Zugriff auf die<br />
Applikation. Dank »M1 webMI pro« sehen Sie<br />
alles Wichtige auf einen Blick und das gestochen<br />
starf. Ohne jegliche Qualitätsverluste<br />
bei der Skalierung und beim Zoomen werden<br />
auf jeder Visualisierungsseite perfekte Grafikergebnisse<br />
erzielt. Das ist den außergewöhnlichen<br />
Vorteilen von HTML5 und SVG (Scalable<br />
Vector Graphics), der Basis aller Grafikobjekte<br />
zu verdanken.<br />
Moderne Projektierung,<br />
einfache Auslieferung<br />
Über das Engineering-Tool »atvise builder«<br />
werden die Prozessbilder gezeichnet, Animationen<br />
und Events konfiguriert sowie weitere<br />
Einstellungen getroffen. Eine Vielzahl an vorgefertigten<br />
Grafik-Objekten und Layouts, aber<br />
auch die flexible Wiederverwendung von Seiten<br />
durch Parameterübergaben ermöglichen eine<br />
effiziente Erstellung der Visualisierung. Sogar<br />
das Zeichnen neuer SVG-Grafikobjekte oder<br />
Funktionserweiterungen über eigene Java-<br />
Scripts sind über eingebaute Editoren möglich.<br />
Nach Fertigstellung der Visualisierung wird<br />
diese mit nur einem Klick per FTP an den Webserver<br />
übertragen.<br />
So wird die Auslieferung bei großen und verteilten<br />
Anlagen zum Kinderspiel. Zeitintensive<br />
Software-Installationen auf allen beteiligten<br />
16
energy.application<br />
Client Client Client Client<br />
Ethernet/Internet<br />
PLC<br />
M1 webMI pro<br />
Der Webserver auf der<br />
<strong>Bachmann</strong> M1 bildet die<br />
»Visualisierungszentrale«,<br />
beliebige Clients mit einem<br />
Webbrowser können darauf<br />
zugreifen, unabhängig von<br />
Zeit und Ort.<br />
HMI-Geräten entfallen komplett. Sobald ein<br />
Client sich mit dem zentralen Webserver verbindet<br />
oder die Webseite neu lädt, ist sofort<br />
die aktuellste Version der Applikation zu sehen.<br />
Spezielle Installationen oder ein Neustart der<br />
HMI-Geräte sind dabei nicht mehr nötig. So<br />
werden alle Bedieneinheiten automatisch auf<br />
den neuesten Stand gebracht – unterbrechungsfrei<br />
und unabhängig von Zeit und Ort.<br />
Effizienzsteigerung inbegriffen<br />
Bei der Entwicklung von Web-Technologien<br />
musste schon von Anfang an auf unterschiedlichste<br />
Endgeräte Rücksicht genommen werden,<br />
verschiedene Bildschirmgrößen und<br />
-auflösungen sind hier typisch. Die Visualisierung<br />
mit »M1 webMI pro« ist hingegen viel einfacher<br />
zu projektieren, denn es muss nur noch<br />
eine einzige Applikation für alle Geräte erstellt<br />
werden. Wird die Visualisierungslösung zudem<br />
direkt auf der Steuerung realisiert, entfällt auch<br />
das Projektieren der entsprechenden Datenschnittstellen:<br />
Auf die Variablen kann direkt<br />
zugegriffen werden, OPC-Server oder proprietäre<br />
Protokolle sind hinfällig. Schlussendlich<br />
bedeutet eine solche Web-Lösung nicht nur ein<br />
effizienteres Engineering, sondern auch eine<br />
echte Steigerung der Kosteneffizienz.<br />
Technologie mit performance-optimaler<br />
Client-Server-Architektur. Während Benutzeroberflächen<br />
ohne jede Installation in beliebigen<br />
Webbrowsern angezeigt werden, laufen<br />
zentrale Funktionen wie Prozessanschluss,<br />
Historisierung, Alarmierung in hocheffizienten<br />
Serverstrukturen ab. Die volle Ausnutzung der<br />
internen Datenstrukturen neuester Prozessoren<br />
erhöht die Systemeffizienz. Gleichzeitig<br />
ermöglicht die 64-Bit-Datenbreite die Verwendung<br />
von deutlich mehr Arbeitsspeicher, was<br />
letztlich größere Projekte mit mehr Prozessvariablen<br />
(Nodes) zulässt. Aktuell freigegebene<br />
Betriebssysteme sind unter anderem Windows<br />
XP SP3, Windows 7 (32-Bit und 64-Bit),<br />
Windows 8 (32-Bit und 64-Bit), Windows Server<br />
2008 und Windows Embedded Standard 7.<br />
Neben anderen, kleineren Verbesserungen<br />
beinhaltet die Version 2.5 auch Funktionen<br />
zum nachträglichen Befüllen der Prozesshistorie<br />
(Wertearchive), z. B. bei geblockter<br />
Übermittlung von nur temporär verbundenen<br />
Prozessanschlüssen.<br />
Moderne Visualisierungslösung<br />
auf einem Apple<br />
iPad: Cockpit zur Überwachung<br />
einer Windenergieanlage<br />
in reiner Webtechnik.<br />
SCADA mit 64-Bit Power<br />
Zunehmende Komplexität und der stetig steigende<br />
Automatisierungsgrad unterschiedlichster<br />
Anlagen erfordern zukunftsweisende Technologien,<br />
um Prozesse effektiv zu überwachen<br />
und zu steuern. SCADA-Systeme leisten hierzu<br />
einen wesentlichen Beitrag und gewährleisten<br />
ein Höchstmaß an Sicherheit. Besonders<br />
dann, wenn sie wie bei der Certec-Produktlinie<br />
atvise ® die orts- und geräteunabhängige<br />
Bedienung ermöglichen.<br />
Das Leitstands- und Visualisierungssystem<br />
»atvise scada« verbindet modernste Web-<br />
17
Regelung<br />
und Ablauf<br />
voll im Griff<br />
M-Target for Simulink ®<br />
Die Herausforderungen für die Automatisierungstechnik in<br />
und um Energieanlagen sind stetig steigend. Mit den<br />
zunehmend größer werdenden Anlagen und der Einführung<br />
von neuen Technologien wächst auch die Komplexität der<br />
Betriebsführungsprogramme. Neue Entwicklungsmethoden<br />
für die Erstellung solcher Programme sind notwendig, um<br />
einerseits den Aufwand für die Entwicklung gering zu halten<br />
und anderseits ausgereifte und hochverfügbare Anlagen<br />
auf dem Markt platzieren zu können.<br />
Wenn einfache, analytische Vorausberechnungen<br />
ein Systemverhalten nicht mehr<br />
beschreiben bzw. vorhersagen können, so hilft<br />
nur der Weg über den praktischen Versuch.<br />
Modelle und Prototypen dienen dem Erkenntnisgewinn<br />
und der Lösungsfindung. Was aber,<br />
wenn die Herstellung solcher Versuchsmuster<br />
nicht bezahlbar, deren Verwendbarkeit eingeschränkt<br />
ist oder der Praxisversuch schlichtweg<br />
zu gefährlich wäre?<br />
Die zeitgemäße Antwort lautet: Digitale Simulation.<br />
Die realen Systeme werden in einem<br />
Computerprogramm in Form eines Simulationsmodelles<br />
nachgebildet. Unabhängig von der<br />
Form der Modellbildung sind es letztendlich<br />
mathematische Zusammenhänge, welche das<br />
Verhalten des Systems beschreiben. Lässt<br />
man diese Simulationsmodelle bei unterschiedlichsten<br />
Umgebungsbedingungen und Parametern<br />
jeweils neu berechnen, so entspricht<br />
dies einem Prototypversuch in virtueller Form.<br />
Gefahrlos, kostengünstig, beliebig wiederholbar<br />
und vollständig automatisierbar. M-Target<br />
for Simulink ® ermöglicht die einfache Nutzung<br />
18
energy.application<br />
Direkter <strong>Download</strong><br />
auf die M1-Steuerung<br />
Simulation – Lösungsfindung<br />
am Computermodell<br />
von computergestützter Simulation unter Berücksichtigung<br />
der realen Automatisierungslösung.<br />
Qualität und Effizienz<br />
Der Einsatz von höherwertigen Algorithmen<br />
steigert die Produktqualität und erhöht den<br />
Ertrag der Anlagen. Die zunehmend höhere<br />
Effizienz der Anlagen lässt sich durch neuartige<br />
Regel- und Optimierungskonzepte verwirklichen.<br />
Lösungen, die mit Hilfe von M-Target for<br />
Simulink ® entwickelt werden, spielen in diesen<br />
Disziplinen ihre Stärken aus. Das Werkzeug<br />
MATLAB ® / Simulink ® der Firma MathWorks ist<br />
am Markt etabliert. Es assistiert bei der Erstellung<br />
eines Simulationsmodells der zu automatisierenden<br />
Teilkomponente.<br />
Dabei können einerseits die von MATLAB ® zur<br />
Verfügung gestellten Standard-Modellierungsmethoden<br />
verwendet werden. Andererseits ist<br />
es auch möglich, die Schnittstellen zu vielen<br />
marktüblichen, domänenspezifischen Simulationsprogrammen<br />
zu verwenden, um bereits<br />
erstellte Teilsimulationen nutzen zu können. Die<br />
gewünschten Algorithmen zur Automatisierung<br />
werden anschließend direkt in der Simulationsumgebung<br />
entworfen und auf ihre Funktionstauglichkeit<br />
überprüft.<br />
Automatische Codegenerierung<br />
Sobald in der Simulation zufriedenstellende<br />
Ergebnisse vorhanden sind, das heißt wenn keine<br />
Schwächen in der Anforderungsspezifikation<br />
und keine algorithmischen Fehler mehr erkannt<br />
werden können, erfolgt auf Knopfdruck die<br />
Übersetzung von der Simulationssprache in<br />
ausführbare Codes für die M1-Steuerung.<br />
Diese Übersetzung erfolgt maschinell und ist<br />
damit frei von zufälligen Fehlern. Nach der<br />
Codegenerierung kann das Automatisierungsprogramm<br />
sofort an einem Hardware-in-the-<br />
Loop-Teststand, der mit realen Steuerungskomponenten<br />
versehen ist oder an der realen<br />
Anlage getestet werden.<br />
Kosteneffizienz<br />
»Mit der besseren Lösung schneller am Markt<br />
sein« – so oder ähnlich lautet das Paradigma<br />
unserer globalisierten Wirtschaft. Und dabei<br />
hilft M-Target for Simulink ® mit dem M1-Automatisierungssystem<br />
von <strong>Bachmann</strong>. Kalkulierbare<br />
und im Verhältnis zum Nutzen auch<br />
preiswerte Investitionen machen sich rasch<br />
bezahlt. Das kundenfreundliche Lizenzmodell<br />
für M-Target for Simulink ® verzichtet auf stückbezogene<br />
Laufzeitlizenzen und belastet so die<br />
Produktrentabilität nicht.<br />
Highlights M-Target<br />
for Simulink ®<br />
Entwicklung von<br />
Automatisierungsalgorithmen<br />
(Steuerung und Regelung)<br />
direkt in MATLAB ® / Simulink ®<br />
Automatische Codegenerierung<br />
und Transfer<br />
zur M1-Steuerung<br />
Online-Kommunikation<br />
zwischen der Simulink ® -<br />
Entwicklungsumgebung und<br />
dem Steuerungsprogramm<br />
zur komfortablen Parametrierung<br />
und Diagnose<br />
Integrierte Simulationsmodi<br />
für die in der Applikation<br />
verwendeten I/O-Module<br />
Integrierte Schnittstellen zu<br />
Visualisierungssystemen und<br />
weiteren Steuerungssystemen<br />
Integrierte Schnittstellen zu<br />
in herkömmlichen Programmiersprachen<br />
(IEC61131-3,<br />
C/C++) erstellten Automatisierungsprogrammen<br />
Unterstützung für<br />
Hardware-in-the-Loop-<br />
Systeme (HIL)<br />
19
mehr sicherheit<br />
mehr ertrag<br />
Condition Monitoring System<br />
Steuerung, Kommunikation, Überwachung und Visualisierung<br />
fügen sich mit unseren Lösungen für das Energienetzmanagement<br />
nahtlos zu einem großen Ganzen zusammen.<br />
<strong>Bachmann</strong>-Automatisierungslösungen liefern Ihnen so<br />
den entscheidenden Mehrwert. Entscheidend für Ihren Erfolg –<br />
und entscheidend für die Energieversorgung der Zukunft.<br />
Vorteile von CMS<br />
auf einen Blick<br />
Reduktion der Wartungskosten<br />
durch koordinierte Planung,<br />
rechtzeitige Ersatzteilbeschaffung<br />
und Vermeidung von<br />
Folgeschäden<br />
Sicherung der Stromproduktion<br />
und Maximierung des Ertrags<br />
durch gezielte und geplante<br />
Wartung<br />
Höhere Ausnutzung der Lebensdauer<br />
von Maschinenelementen<br />
dank genauer Zustandskenntnis<br />
Praxisnahe Risikoeinschätzung<br />
in Bezug auf den Ausfall<br />
wichtiger Komponenten der<br />
Energieanlage<br />
Condition Monitoring (Zustandsüberwachung)<br />
basiert auf einer kontinuierlichen oder in regelmäßigen<br />
Zeitabständen durchgeführten Erfassung<br />
des Anlagenzustandes durch Messung<br />
und Analyse aussagefähiger physikalischer<br />
Größen (z. B. Schwingungen, Temperaturen,<br />
Schmiermittelkonsistenzen). Der Vergleich mit<br />
Referenzmessungen liefert Informationen, aus<br />
denen sich Rückschlüsse auf den tatsächlichen<br />
Zustand von Getriebe, Generatoren, Wälzlagern,<br />
Rotoren und weiterer Elemente ziehen<br />
lassen.<br />
Vermeidung von Folgeschäden<br />
Condition Monitoring liefert zuverlässige<br />
Erkenntnisse zum Zustand wichtiger mechanischer<br />
und elektrischer Komponenten der<br />
Energieanlage. Damit lassen sich entstehende<br />
Defekte frühzeitig erkennen und mögliche Folgeschäden,<br />
welche eine längere Downtime der<br />
Anlage bedeuten würden, verhindern.<br />
Wartung – nur wenn nötig<br />
Condition Monitoring ermöglicht eine zustandsorientierte<br />
Instandhaltung. Die allgemein praktizierte<br />
präventive Wartung, bei der Komponenten<br />
aufgrund von Erfahrungswerten innerhalb<br />
festgelegter Zeitabstände ausgetauscht<br />
werden, wird durch eine zustandsorientierte<br />
Instandhaltungsstrategie abgelöst. Dies verschafft<br />
Ihnen einen klaren betriebswirtschaftlichen<br />
Vorteil.<br />
Risikoabsicherung<br />
Condition Monitoring liefert Betreibern, Investoren<br />
und Versicherern ein praxisnahes, transparentes<br />
Bild des Anlagenzustands – und<br />
damit auch eines zu erwartenden Schadenrisikos.<br />
Dies ist von besonderem Interesse bei<br />
der Inbetriebnahme oder auch zum Ende der<br />
Gewährleistungsfrist, wenn Serviceverträge<br />
und Versicherungsprämien neu kalkuliert<br />
werden.<br />
Vorteil: Integrierte<br />
CMS-Lösung<br />
<strong>Bachmann</strong> integriert seine Condition-Monitoring-Lösung<br />
in die Automatisierung und verknüpft<br />
die Messgrößen mit weiteren Betriebsparametern.<br />
Dies erhöht die Diagnosesicherheit<br />
der Zustandsüberwachung: Fehlerbilder<br />
lassen sich mit der aktuellen Betriebssituation<br />
vergleichen und genauer interpretieren.<br />
Durch eine gezielte Steuerung können zudem<br />
mechanische Belastungen reduziert werden.<br />
Mit angepassten Betriebsbedingungen verlängert<br />
sich so die Lebensdauer vorgeschädigter<br />
Teile bis zum planbaren Wartungstermin.<br />
Zertifizierte Sicherheit<br />
Alle für das Condition Monitoring eingesetzten<br />
Systemkomponenten einschließlich der<br />
Online-Fernüberwachungsstelle sind nach den<br />
Richtlinien des Germanischen Lloyds zertifiziert.<br />
20
energy.application<br />
Das <strong>Bachmann</strong> Online CMS<br />
Ω-Guard ® bietet weltweit von<br />
jedem Online-Arbeitsplatz<br />
Zugriff auf die Zustandsdaten<br />
der überwachten Anlage.<br />
Ω-Guard ® -System<br />
Inbetriebnahme<br />
und Konfiguration<br />
Sensorik<br />
WebLog-Arbeitsplatz<br />
WebLog-Arbeitsplatz<br />
Condition Monitoring<br />
System<br />
WebLog-Server<br />
Internet<br />
WebLog-Arbeitsplatz<br />
Remote-Anlagenbetriebsführung<br />
21
sicherheit ohne<br />
kompromisse<br />
Safety Control<br />
Egal in welchem Bereich der Automatisierung Sie sich<br />
entfalten wollen, unsere innovativen Automatisierungslösungen<br />
eröffnen Ihnen unzählige Möglichkeiten. Steuerungen<br />
mit integrierter Sicherheit sowie Bediengeräte sind<br />
perfekt aufeinander abgestimmt und kommunizieren offen.<br />
Nicht nur Fortschritt und Effizienz bestimmen<br />
die Zukunft der Automatisierung, sondern auch<br />
das Thema »Sicherheit«. Denn die Anforderungen<br />
an Maschinen und Energieanlagen erhöhen<br />
sich ständig und dasselbe gilt für die geforderten<br />
Sicherheitsauflagen.<br />
Die durchgängig zweikanalig aufgebauten<br />
Sicherheitsmodule bieten die Möglichkeit, die<br />
Eingangs- und Ausgangskanäle jeweils paarweise<br />
redundant zu verschalten. Die Module<br />
können auch konfigurationsfrei dezentral<br />
verteilt im Netzwerk betrieben werden.<br />
Die Konfiguration und Programmierung der<br />
neuen Safety-Funktionen ist in das All-In-One<br />
Engineering-Tool SolutionCenter integriert und<br />
ermöglicht so die nahtlose Verknüpfung von<br />
Standard-SPS-Aufgaben mit den Anforderungen<br />
der Funktionalen Sicherheit.<br />
Der Mensch im Mittelpunkt<br />
Deshalb stehen schnellstmögliche Reaktionszeiten,<br />
intuitive Bedienbarkeit und umfassende<br />
Diagnosemöglichkeiten im Fokus der<br />
<strong>Bachmann</strong>-Sicherheitslösungen. Der Anwender<br />
erhält ein höchstmögliches Maß an Sicherheit:<br />
Es werden etablierte Standards und Normen<br />
wie ISO13849, IEC62061, EN61511, IEC61508,<br />
PLCopen Safety und IEC61131 angewendet und<br />
auf die Entwicklung proprietärer Lösungen wird<br />
konsequent verzichtet.<br />
Integrierte Safety-Lösung<br />
Dank intelligenter Sicherheitslösungen in der<br />
Steuerungstechnik werden die Engineering-<br />
Kosten gesenkt und der Verdrahtungsaufwand<br />
erheblich minimiert. Durch den Einsatz des<br />
SolutionCenters wird die Effizienz während<br />
der Inbetriebnahme und im Betrieb erheblich<br />
22
energy.application<br />
gesteigert. Gezielte Diagnose und schnellstmögliches<br />
Eingreifen erhöhen die Verfügbarkeit<br />
und reduzieren die Standzeiten der Anlage.<br />
Mit den neuen Safety-Modulen zur Umsetzung<br />
der neuen Maschinenrichtlinie 2006/42/<br />
EG setzt <strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong> ein klares Zeichen<br />
für eine ganzheitliche und integrierte<br />
Automatisierungslösung. Die vorgestellten<br />
Systemlösungen bieten nicht nur bestmögliche<br />
Sicherheit, sondern garantieren Kontinuität<br />
und Investitionsschutz. Der erweiterte<br />
Betriebstemperaturbereich (-20 .. +60 °C)<br />
gewährleistet den sicheren Betrieb auch unter<br />
härtesten Umwelteinflüssen.<br />
Safety Developer<br />
Durch die Integration des Safety Developer<br />
in das SolutionCenter erleichtert <strong>Bachmann</strong><br />
dem Anwender die Sicherheitsprogrammierung<br />
erheblich – natürlich auf Basis von etablierten<br />
Standards wie z. B. IEC61131-3 und PLCopen<br />
Safety.<br />
Höchste Sicherheitsstandards<br />
Die Zertifizierung der »Safety Control Lösung«<br />
nach allen im Maschinen- und Anlagenbau relevanten<br />
Sicherheitsnormen (PL e, SIL3, Kat 4)<br />
garantieren einen sicheren und reibungslosen<br />
Einsatz im Alltag.<br />
Ethernet<br />
PLC/Soft Motion<br />
Safety-PLC<br />
Visualisierung/HMI<br />
Safety Developer<br />
Ethernet<br />
Integriert in das All-In-One<br />
Engineering-Tool SolutionCenter<br />
Sicherheits-Programmierung<br />
im Safety Editor:<br />
Funktionsbausteinsprache<br />
(FBS/FBD)<br />
Bibliothek nach PLCopen Safety<br />
Benutzerspezifische<br />
Funktionsblöcke<br />
Standard-Bausteine<br />
Dezentrale Safety E/A‘s<br />
Automatische Protokoll-Reports<br />
Unterstützung zur Projektierung<br />
modularer/verketteter<br />
Maschinen<br />
Unterstützung in der Serienfertigung<br />
von Maschinen und<br />
Anlagen<br />
Engineering-Unterstützung bei<br />
Wartung und Reparatur<br />
Konfiguration, Monitoring,<br />
Diagnoseunterstützung<br />
Debugging, Versionsverwaltete<br />
Projektdaten<br />
23
unsere kunden<br />
Anwendungen in der Energietechnik<br />
Auf uns setzen viele der weltweit führenden Hersteller und<br />
Betreiber von Energieanlagen. Zusammen mit ihnen<br />
setzen wir neue Maßstäbe und schreiben Erfolgsgeschichten.
energy.application<br />
Grüner Strom,<br />
Grüne wärme<br />
enertec Kraftwerke <strong>GmbH</strong><br />
26<br />
Ein weiterer Meilenstein<br />
der energieeffizienz<br />
2G Energietechnik <strong>GmbH</strong><br />
28<br />
komplettprogramm<br />
aus einer hand<br />
Comuna Metall<br />
30<br />
strom aus abwärme<br />
GMK mbH<br />
32<br />
ausgegorene lösung<br />
BTS Biogas<br />
34<br />
mehr power<br />
aus der natur<br />
VOIGT+WIPP Engineers <strong>GmbH</strong><br />
36<br />
strom aus den<br />
zillertaler alpen<br />
Rittmeyer AG<br />
38<br />
emissionsfreies grossbatteriesystem<br />
der zukunft<br />
Cellstrom <strong>GmbH</strong>/Gildemeister<br />
42
grüner strom,<br />
grüne wärme<br />
CO 2<br />
-neutrale und hocheffiziente Klein-Kraftwerke<br />
Das bereits 1997 durch die Vereinten Nationen beschlossene Kyoto-Protokoll sieht<br />
vor, den jährlichen Treibhausgas-Ausstoß der Industrieländer bis zum Jahr 2012<br />
um durchschnittlich 5,2 % gegenüber dem Stand von 1990 zu reduzieren. Dabei<br />
spielt die dezentrale Energieerzeugung, wie z. B. durch Blockheizkraftwerke<br />
(BHKW), eine wichtige Rolle. Die enertec Kraftwerke <strong>GmbH</strong> ist ein Spezialist für<br />
solche, besonders energieeffiziente, Anlagen.<br />
Die enertec Kraftwerke <strong>GmbH</strong><br />
entwickelt, produziert und vertreibt<br />
Blockheizkraftwerke in Leistungsgrößen<br />
von 20 bis 400 kW<br />
elektrischer bzw. 40 bis 560 kW<br />
thermischer Leistung als anschlussfertige<br />
Serienprodukte.<br />
Die BHKW wandeln Erdgas oder regenerative<br />
Energieträger wie Bio- oder Klärgas mit Hilfe<br />
von modernen Verbrennungsmotoren in elektrische<br />
Energie um. Damit wird der Eigenbedarf<br />
am Ort der Installation gedeckt und eventuell<br />
überschüssiger Strom kann ins Stromnetz<br />
zurückgespeist werden. Die frei werdende<br />
thermische Energie wird gleichzeitig genutzt,<br />
um angeschlossene Verbraucher mit Wärme zu<br />
versorgen.<br />
Damit sind Blockheizkraftwerke sehr effizient<br />
und können überall eingesetzt werden,<br />
wo Strom und Heizwärme benötigt werden.<br />
Dies können Betriebe, Krankenhäuser, Wohnanlagen<br />
oder kommunale Einrichtungen sein.<br />
Kleine, kompakte BHKW richten sich auch an<br />
Privatkunden für Ein- oder Mehrfamilienhäuser.<br />
Kraft-Wärme-Kopplung<br />
gewinnt an Bedeutung<br />
Die Kombination der Erzeugung und Nutzung<br />
von Wärme und Strom stellt eine der wichtigsten<br />
Technologien zur Energieeinsparung und<br />
Verringerung der CO 2<br />
-Emissionen dar. Hierbei<br />
spricht man von der sogenannten ›Kraft-Wärme-<br />
Kopplung (KWK)‹. Diese hat einen deutlich<br />
höheren Gesamtnutzungsgrad wie konventionelle<br />
Energieerzeugungssysteme, wo die elektrische<br />
Energie zentral in Großkraftwerken und<br />
die thermische Energie in einer lokalen Heizanlage<br />
erzeugt werden. Moderne BHKW wandeln<br />
den Brennstoff zu rund 90 % in Strom und<br />
Heizwärme um. Diese quasi doppelte Energieausnutzung<br />
reduziert den CO 2<br />
-Ausstoß im<br />
Vergleich zu einem herkömmlichen Kraftwerk<br />
26
energy.application<br />
zur reinen Erzeugung elektrischer Energie<br />
massiv: Dort werden deutlich über die Hälfte<br />
der Brennstoffenergie ungenutzt als Abwärme<br />
in die Außenwelt abgegeben. Wird wie bei den<br />
Anlagen von enertec Kraftwerke im BHKW<br />
als Brennstoff gar CO 2<br />
-neutrales Biogas oder<br />
Klärgas verwendet, entsteht überhaupt kein<br />
zusätzliches CO 2<br />
.<br />
Anlagenverfügbarkeit<br />
bestimmt Wirtschaftlichkeit<br />
Die Wirtschaftlichkeit der BHKW ist abhängig<br />
von der Anzahl der Betriebsstunden pro Jahr.<br />
Deshalb ist es für die Hersteller und deren<br />
Endkunden sehr wichtig, ein robustes, zuverlässiges<br />
System zur Steuerung und Regelung<br />
der BHKW zu verwenden. Die beispiellos hohe<br />
Verfügbarkeit des <strong>Bachmann</strong> M1-Automatisierungssystems<br />
hat dabei enertec Kraftwerke<br />
überzeugt. Darüber hinaus ist es die Offenheit<br />
und Skalierbarkeit des M1-Systems, die enertec<br />
Kraftwerke schätzt: »Durch das gemeinsam mit<br />
<strong>Bachmann</strong> entwickelte Hard- und Softwarekonzept<br />
ist die Modularität unserer Anlagen zu 100<br />
Prozent gegeben«, sagt Matthias Lehmann,<br />
Leiter Automatisierung bei enertec Kraftwerke,<br />
und freut sich, dass sich auf diese Weise viele<br />
Funktionen und Eigenschaften gleichzeitig<br />
bei allen BHKW-Typen einsetzen lassen.<br />
Komfortable Projektierung<br />
mit dem ›SolutionCenter‹<br />
Die große Schnittstellenvielfalt des M1-Systems,<br />
von PROFIBUS über PROFINET, Ether-<br />
CAT, Modbus und CANopen erleichtert der<br />
enertec-Projektierungsabteilung die Integration<br />
in das Gesamtsystem des Blockheizkraftwerks.<br />
»Außerordentlich hilfreich für unsere Arbeit<br />
ist auch das <strong>Bachmann</strong> SolutionCenter«, wie<br />
Matthias Lehmann erwähnt. Ohne hinderliche<br />
Schnittstellen werden hier in einer einheitlichen<br />
Umgebung rasch und komfortabel die<br />
Programme für den Maschinenablauf und die<br />
Prozessregelung des BHKW, die Visualisierung<br />
und nicht zuletzt die Kommunikation mit der<br />
Außenwelt realisiert. »Das beschleunigt den<br />
Engineeringprozess bis hin zur Inbetriebnahme<br />
und dem Service enorm«, wie der Leiter Automatisierung<br />
von enertec Kraftwerke bestätigt.<br />
Nachfrage steigt<br />
Um eine größere Unabhängigkeit von fossilen<br />
Brennstoffen zu erreichen, wird die Nachfrage<br />
nach erneuerbaren Energien und ihrer effizienten<br />
Nutzung in den nächsten Jahren weiterhin<br />
beträchtlich steigen. Mit nach den jeweiligen<br />
Bedürfnissen individuell anpassbaren BHKW<br />
liefert enertec Kraftwerke maßgeschneiderte<br />
Lösungen für unterschiedlichste Gebäude und<br />
Anwendungsfelder mit hohem ökologischen<br />
und ökonomischen Nutzen. Das <strong>Bachmann</strong><br />
M1-System ist dabei ein wesentliches Element<br />
des Gesamtkonzepts.<br />
» Die beispiellos hohe<br />
Verfügbarkeit des<br />
M1-Automatisierungssystems<br />
hat uns überzeugt. «<br />
Matthias Lehmann,<br />
Leiter Automatisierung,<br />
enertec Kraftwerke <strong>GmbH</strong><br />
Hocheffizient und umweltschonend:<br />
Blockheizkraftwerke<br />
der enertec Kraftwerke<br />
27
Ein weiterer<br />
Meilenstein der<br />
Energieeffizienz<br />
<strong>Bachmann</strong> automatisiert neueste Anlagengeneration von BHKW<br />
2G Energy hat mit der Vorstellung des Blockheizkraftwerks ›avus 500 plus‹<br />
einen neuen Meilenstein der Energieeffizienz gesetzt – und mit einer<br />
elektrischen Leistung von 550 kW bei einem Wirkungsgrad von 42,6 %<br />
eindrucksvoll seine Technologieführerschaft unterstrichen. Gesteuert<br />
wird die avus-Familie wiederum vom <strong>Bachmann</strong> M1-Automatisierungssystem.<br />
Die 2G Energy AG mit Sitz in<br />
Heek (D) gehört mit weltweit<br />
470 Mitarbeitende zu den international<br />
führenden Anbietern<br />
von Blockheizkraftwerken. Das<br />
Unternehmen bietet ganzheitliche<br />
Lösungen im wachsenden<br />
Markt der hocheffizienten Kraft-<br />
Wärme-Kopplung.<br />
Im Rahmen der Energiewende gewinnen Blockheizkraftwerke<br />
(BHKW) in intelligent vernetzten<br />
Energiesystemen aufgrund ihrer planbaren<br />
Verfügbarkeit eine stark zunehmende<br />
Bedeutung. Die Firma 2G Energy AG mit Sitz<br />
im nordrhein-westfälischen Heek (D) hat sich<br />
konsequent auf die Entwicklung und den Bau<br />
hocheffizienter BHKW für Erdgas und Biogas im<br />
elektrischen Leistungsbereich zwischen 20 und<br />
2.000 kW spezialisiert. Die Anlagen der Baureihe<br />
›avus‹, die es in elektrischen Leistungsklassen<br />
von 500 kW bis 2.000 kW gibt, erreichen<br />
durch die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)<br />
Gesamtwirkungsgrade von 85 % und mehr. So<br />
können BHKW eine spürbar stärkere Rolle im<br />
Energiemix spielen, und einen immer größeren<br />
Anteil an der Stromversorgung übernehmen.<br />
Frank Grewe, Entwicklungsleiter bei 2G Energy,<br />
ist überzeugt: »KWK stellt eine ideale Ergänzung<br />
oder bald sogar den effizienten Ersatz der<br />
bisher dominierenden Großkraftwerke in der<br />
Energieversorgung dar.«<br />
Kompaktes Hightech<br />
Einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtenergiebilanz<br />
von BHKW liefern die Motoren, welche<br />
das Tochterunternehmen 2G Drives entwickelt.<br />
Der ›avus 500 plus‹ nutzt einen wassergekühlten,<br />
turboaufgeladenen 12-Zylinder-Otto-Gasmotor,<br />
der für Erd- und Biogasanwendungen<br />
ausgelegt ist, aber auch mit wasserstoffhaltigem<br />
Synthesegas betrieben werden kann.<br />
Dazu sind sämtliche Pumpen, Wärmetauscher<br />
und sonstige periphere Einheiten inzwischen<br />
soweit integriert, dass mit verringerten Außenmaßen<br />
die Einbringung in eine bestehende<br />
Gebäudeinfrastruktur immer leichter wird.<br />
»Gerade bei Anlagen mit größerer Leistung<br />
fordert der Markt immer mehr eine ausgesprochene<br />
Kompaktheit«, erklärt Frank Grewe.<br />
Mehr Komfort<br />
Der ganzheitliche Optimierungsansatz von 2G<br />
betrifft dabei aber nicht nur Motor und Mechanik,<br />
sondern auch Steuerungstechnik und Software:<br />
»Unser Ziel ist es, die Anlagenführung<br />
immer leichter und effizienter zu gestalten.<br />
Das heißt: Mehr Komfort und Übersichtlichkeit,<br />
intuitive Bedienung und frühzeitige Diagnosemöglichkeiten.«<br />
Bedient und visualisiert wird<br />
der ›avus 500 plus‹ über den 10,4“-Monitor des<br />
<strong>Bachmann</strong> Bedienterminals OT1310. Die neue<br />
28
energy.application<br />
Kompakte Leistung: ›avus<br />
500 plus‹ mit einer elektrischen<br />
Leistung von 550 kW und einem<br />
Gesamtwirkungsgrad von 85 %<br />
und mehr.<br />
OT1300-Serie kombiniert hochmoderne Technik,<br />
Performance und Langlebigkeit mit attraktivem<br />
und schlankem Design. Der konsequente<br />
Einsatz von industrietauglichen Komponenten<br />
garantiert überdies Langzeitverfügbarkeit und<br />
somit Investitionsschutz.<br />
Perfekte Modularität<br />
Gerade bei den komplexen Prozessen zur<br />
Erzeugung und Verwendung von Biogas sind<br />
die Möglichkeiten zur raschen Reaktion und<br />
Intervention ausschlaggebend. »Entscheidend<br />
sind ein servicefreundliches Anlagendesign und<br />
ein Ausschöpfen aller Möglichkeiten zur Reduktion<br />
der Lagerhaltung«, beschreibt Frank Grewe<br />
eine der Herausforderungen. Er freut sich:<br />
»Die Modularität des eingesetzten <strong>Bachmann</strong><br />
M1-Systems passt perfekt für unsere Bedürfnisse:<br />
Wir können die Peripherie sehr effizient<br />
ausnutzen und dank dieser Lösung für alle<br />
Motorenklassen die gleiche Hardwareplattform<br />
nutzen.«<br />
Kommunikationsfähigkeit zählt<br />
Die Steuerung und Regelung der 2G-Blockheizkraftwerke<br />
lässt sowohl den wärmebedarfsorientierten<br />
als auch den strombedarfsorientieren<br />
Betrieb zu. »Da das M1-System über die<br />
notwendigen Kommunikationsmodule verfügt,<br />
kann auch die Kopplung an ein virtuelles Kraftwerk<br />
direkt umgesetzt werden«, beschreibt der<br />
Entwicklungsleiter ein wichtiges Detail für die<br />
Zukunft. Überhaupt sind die einfache, schnelle<br />
Vernetzbarkeit ganzer Anlagen über Ethernet<br />
und die damit verbundenen Zugriffsmöglichkeiten<br />
von großer Bedeutung im Betrieb. Nicht<br />
zuletzt war dies ein wichtiger Entscheidungsfaktor<br />
auch für die neuen avus 500 plus-Module<br />
das M1-Automatisierungssystem einzusetzen:<br />
»Denn für einen profitablen Betrieb ist die kontinuierliche<br />
Beobachtung des Prozesses und die<br />
Möglichkeit des Fernzugriffes der Betreiber auf<br />
die Anlage unverzichtbar«, sagt Frank Grewe.<br />
Höchster Wirkungsgrad und<br />
höchster Nutzen<br />
Entsprechend der Konzernphilosophie stand<br />
bei der Entwicklung der neuesten Innovation<br />
der größtmögliche Kundennutzen im Vordergrund.<br />
Frank Grewe schwärmt: »Die avus 500<br />
plus-Module stellen einen weiteren Meilenstein<br />
dar und sind eine ideale Lösung, um langfristig<br />
Energiekosten zu senken.« Die <strong>Bachmann</strong><br />
M1-Steuerung trägt ihren Teil dazu bei.<br />
» Der Support von<br />
<strong>Bachmann</strong> ist stark. «<br />
Frank Grewe,<br />
Entwicklungsleiter bei 2G Energy AG<br />
29
Komplettprogramm<br />
aus einer Hand<br />
<strong>Bachmann</strong> steuert Blockheizkraftwerke<br />
Blockheizkraftwerke (BHKW) nutzen die eingesetzte Energie besonders<br />
effizient. Etwa 40 Prozent sparen sie im Vergleich zur getrennten<br />
Erzeugung von Strom und Wärme ein. Spezialisiert auf gasbetriebene<br />
BHKW kleiner bis mittlerer Leistung, bietet COMUNA-metall seinen<br />
Kunden ein Rund-um-Paket und erwartet das auch von seinem Steuerungslieferanten.<br />
Deshalb hat sich das Unternehmen für <strong>Bachmann</strong><br />
<strong>electronic</strong> entschieden.<br />
Gegründet 1980 beschäftigt<br />
COMUNA-metall derzeit rund<br />
90 Mitarbeitende. Das Unternehmen<br />
mit Sitz in Enger (D) ist<br />
in der Produktion und Wartung/<br />
Instandhaltung von gasbetriebenen<br />
Blockheizkraftwerken kleiner<br />
bis mittlerer Leistung tätig.<br />
Es errichtet komplette Heizzentralen<br />
sowie dezentrale Energieversorgungsnetze<br />
mit Kraft-<br />
Wärme-Kopplung und betreibt<br />
diese Anlagen als Dienstleister.<br />
Die Kernkompetenz von COMUNA-metall liegt<br />
in der Herstellung kompletter gasbetriebener<br />
BHKW-Module im Leistungsbereich zwischen<br />
50 und 112 kW elektrischer Leistung, was 100<br />
bis 240 kW thermischer Leistung entspricht.<br />
Das Unternehmen mit Sitz in Enger (D) bietet<br />
zwei Standard-Baureihen mit sogenannter<br />
thermo-akustischer Kapselung, welche für<br />
den Betrieb mit unterschiedlichen Gasen, wie<br />
Erdgas, Flüssiggas, Klär- oder Biogas, geeignet<br />
sind. Aufgrund der Abkündigung der<br />
zuvor eingesetzten Modulsteuerung führte<br />
COMUNA 2010 einen Benchmark durch. »Wichtige<br />
Auswahlkriterien waren dabei innovative<br />
Programmierbarkeit, einfache Kommunikations-<br />
und Vernetzungsmöglichkeiten zu Peripheriegeräten,<br />
der Preis, Robustheit, Lieferzeit<br />
und Produktkontinuität sowie die Branchenerfahrung<br />
des Herstellers im Bereich BHKW«,<br />
beschreibt Marco Riffelmann, Meister Elektrotechnik<br />
bei COMUNA-metall, die Kriterien.<br />
Entscheidung für das<br />
<strong>Bachmann</strong>-Gesamtpaket<br />
Die Wahl fiel letztendlich auf die M1-Steuerung<br />
und das Visualisierungssystem WT205 V. Seit<br />
Anfang 2011 setzen die BHKW-Spezialisten nun<br />
das Automatisierungssystem von <strong>Bachmann</strong><br />
<strong>electronic</strong> in Serie ein. Insgesamt sind inzwischen<br />
mehr als 150 Anlagen mit einer<br />
M1-Steuerung ausgerüstet. »Die wichtigsten<br />
Argumente für die Auswahl von <strong>Bachmann</strong><br />
waren der Aspekt ›Alles aus einer Hand‹ zu<br />
bekommen – von der Modulsteuerung bis hin<br />
zur Anlagenvisualisierung – und die Möglichkeit<br />
der Einbindung in die bereits bestehende Kommunikationsstruktur«,<br />
begründet Marco Riffelmann<br />
den Entscheid.<br />
» Bei <strong>Bachmann</strong><br />
erhalten wir alles aus<br />
einer Hand. «<br />
Marco Riffelmann<br />
Meister Elektrotechnik bei<br />
COMUNA-metall<br />
Mehrfacher Einsatz<br />
für <strong>Bachmann</strong><br />
Die Einsatzbereiche der <strong>Bachmann</strong>-Systeme in<br />
den COMUNA-Blockheizkraftwerken sind vielfältig:<br />
So erfolgt die komplette BHKW-Steuerung,<br />
welche einen hohen Standardisierungsgrad<br />
besitzt, über die M1-Automatisierung.<br />
Dabei sind die Programme der BHKW-Module<br />
identisch und abwärtskompatibel. Mithilfe der<br />
Web-Terminals WT205 V werden Betriebszustände<br />
angezeigt und unter anderem Sollwerte<br />
30
energy.application<br />
verändert. Auch in der sogenannten Zentralsteuerung,<br />
der übergeordneten Steuerung für<br />
BHKW in Wärmeerzeugungsanlagen, und der<br />
projektbezogenen Projektierung kommen die<br />
<strong>Bachmann</strong>-Produkte zum Einsatz. »Die Kommunikation<br />
mit der COMUNA-Firmenzentrale in<br />
Enger erfolgt über Ethernet, DSL oder UMTS,<br />
wodurch zum Beispiel die jeweiligen Projektmanager<br />
auf ›ihre‹ Anlagen zugreifen können«,<br />
erklärt Marco Riffelmann. Dies geschieht durch<br />
die Verwendung eines VPN-Tunnels sowohl zu<br />
den Anlagen als auch zu den Mitarbeitenden<br />
und Kunden. Via Modbus/TCP findet die Ethernet-Einbindung<br />
eines Netzanalysators statt. Darüber<br />
hinaus stellen <strong>Bachmann</strong>-Produkte die Kommunikation<br />
mit der Gebäudeleittechnik sicher.<br />
Erweitertes Portfolio<br />
Neben der Produktion und Wartung bzw.<br />
Instandhaltung von Blockheizkraftwerken<br />
übernimmt COMUNA auch die Errichtung kompletter<br />
Heizzentralen und dezentraler Energieversorgungsnetze<br />
mit Kraft-Wärme-Kopplung<br />
und betreibt diese Anlagen als Energiedienstleistungsunternehmen.<br />
Über Vollwartungsverträge übernimmt das<br />
Unternehmen auch nach der Auslieferung die<br />
Verantwortung für den reibungslosen Betrieb<br />
und unterhält dafür Service-Stützpunkte in<br />
ganz Deutschland. Derzeit betreut das Unternehmen<br />
rund 1000 BHKW-Module – mehr als<br />
90 Prozent davon in Vollwartung. Auf rund 480<br />
Anlagen kann mittels Fernwartung zugegriffen<br />
werden.<br />
Hohe Qualität und<br />
Verfügbarkeit<br />
»Mit dem Einsatz der <strong>Bachmann</strong>-Technologie<br />
erreichen wir sowohl eine hohe Qualität<br />
als auch eine hohe Verfügbarkeit unserer<br />
BHKW-Module«, lobt Marco Riffelmann. Zu den<br />
Kunden von COMUNA-metall zählen vor allem<br />
Kommunen und Stadtwerke sowie Energieversorgungsunternehmen,<br />
aber auch Wohnungsbaugesellschaften<br />
und private Industrie- und<br />
Dienstleistungsunternehmen. Sie schätzen die<br />
hohe Anlagenqualität<br />
und dass sie<br />
bei COMUNA alles<br />
aus einer Hand<br />
bekommen – von<br />
der hydraulischen<br />
und gastechnischen<br />
Einbindung<br />
über Abgasanlagen,<br />
kompletten<br />
Elektroinstallationen<br />
inklusive der<br />
Anmeldeformalitäten<br />
bis hin<br />
zur echten Vollwartung.<br />
Kompakt und auch architektonisch<br />
eine Augenweide:<br />
COMUNA-Anlage mit<br />
Zentralsteuerung und Speichermanagement<br />
sowie Modulation<br />
von Brennwert- und Niedertemperaturkessel.<br />
Übersichtlich visualisiert:<br />
Auf den Web-Terminals WT205<br />
werden Betriebszustände angezeigt<br />
und Sollwerte angepasst.<br />
31
strom aus abwärme<br />
Nutzung der Abwärme von BHKW zur Stromerzeugung<br />
In Deutschland gibt es ca. 6.000 Gasanlagen, in denen Biogas aus<br />
nachwachsenden Rohstoffen erzeugt und mittels Verbrennungsmotoren<br />
in Strom umgewandelt wird. Neben motorischer Optimierung können<br />
diese vor allem durch die Nutzung der entstehenden Abwärme energieeffizienter<br />
gestaltet werden. Die Gesellschaft für Motoren und Kraftanlagen<br />
(GMK) liefert Komplettlösungen, die Strom für den Eigenbedarf<br />
aus der Abwärme des Blockheizkraftwerks (BHKW) gewinnt.<br />
<strong>Bachmann</strong> liefert Steuerungselemente, welche einen elementaren<br />
Bestandteil der Prozesssteuerung darstellen.<br />
Die Gesellschaft für Motoren<br />
und Kraftanlagen mbH (GMK)<br />
mit Sitz in Bargeshagen (D)<br />
wurde 1994 im Rahmen eines<br />
Forschungsprojektes der Universität<br />
Rostock gegründet.<br />
Heute gehört GMK mit rund 25<br />
Mitarbeitenden am Standort<br />
Bargeshagen (D) zu 100 % der<br />
Germania Technologieholding.<br />
Ihre Kernkompetenzen sind das<br />
Engineering und die Entwicklung<br />
von ORC-Modulen.<br />
Die GMK mit Sitz in Bargeshagen (Deutschland)<br />
ist führend in der Entwicklung und Produktion<br />
von innovativen Energie-Effizienz-Technologien.<br />
Der Fokus des Unternehmens liegt<br />
auf der Stromerzeugung aus geothermischer<br />
Wärme und Abwärme aus den Bereichen<br />
Industrie und Energietechnik. Angeboten werden<br />
Organic Rankine Cycle (ORC)-Anlagen<br />
als Komplettlösungen. Für ihre Forschungsund<br />
Entwicklungstätigkeiten für Umwelt- und<br />
Effizienztechnologien erhielt GMK zahlreiche<br />
Preise: Den Biogas-Innovationspreis 2011<br />
der deutschen Landwirtschaft, den Ludwig-<br />
Bölkow-Technologiepreis 2009 und den Preis<br />
der Klimaschutzkampagne 2006, vergeben<br />
durch das Bundesumweltministerium.<br />
Innovative ORC-Technologie<br />
Erklärtes Ziel der Gesetzgeber ist es, möglichst<br />
viel Energie aus Kohle, Erdöl, Erdgas<br />
oder Uran durch erneuerbare Energieträger zu<br />
ersetzen und diese zudem möglichst effizient<br />
einzusetzen. Neben der unmittelbaren motorischen<br />
Optimierung ist die Nutzung der entstehenden<br />
Abwärme zur Stromerzeugung mittels<br />
ORC ein wichtiger Ansatz zur nachhaltigen<br />
effizienten Energiegewinnung. Damit versorgt<br />
die ORC-Anlage die gesamte Biogasanlage,<br />
den landwirtschaftlichen Betrieb einschließlich<br />
der Melkstände, Güllepumpen, Lüftung und<br />
Beleuchtung sowie die Wohnhäuser und Stallanlagen<br />
mit elektrischer Energie – eine Entlastung<br />
für das öffentliche Stromnetz.<br />
» Besonders lobenswert an<br />
der <strong>Bachmann</strong>-Steuerung ist<br />
die flexible und benutzerfreundliche<br />
Datenerfassung<br />
und -auswertung zur Optimierung<br />
des ORC-Prozesses. «<br />
Dr. Ulli Drescher,<br />
Leiter Forschung & Entwicklung GMK<br />
IC60-Anlage mit<br />
<strong>Bachmann</strong>-Steuerung<br />
Das IC60-Modul ist eine ORC-Anlage von GMK<br />
zur Verstromung von Abwärme aus Biogasmotoren,<br />
in denen bisher Wärmeüberschüsse<br />
ungenutzt abgeführt werden mussten. Für<br />
die Serienproduktion der IC60-Anlagen sind<br />
Steuerungselemente von <strong>Bachmann</strong> ein elementarer<br />
Bestandteil der Prozesssteuerung.<br />
Dabei wurde das Automatisierungssystem auf<br />
die Bedürfnisse von GMK angepasst: In enger<br />
partnerschaftlicher Zusammenarbeit und dank<br />
der benutzerfreundlichen Kompatibilität der<br />
Steuerungselemente lieferte <strong>Bachmann</strong> eine<br />
individuelle Systemlösung für den Kunden.<br />
32
energy.application<br />
Gemeinsame Erstellung<br />
einer individuellen Lösung<br />
Speziell für GMK wurde die Aufzeichnung<br />
aller entscheidenden Prozessdaten direkt im<br />
CSV-Format durchgeführt. Dabei werden<br />
Tages- und Stunden-Logfiles auf einem externen<br />
Datenträger abgelegt und können hier<br />
per Fernwartungszugang von der Firmenzentrale<br />
direkt abgeholt werden. Da die Daten mit<br />
exaktem Zeitstempel als Kreuztabelle auswertbar<br />
sind, kann durch diese Software-Optimierung<br />
eine bedeutend bessere Laufleistung<br />
der Gesamtanlage erzielt werden. Die Datenaufzeichnung<br />
und Verarbeitung als CSV-File<br />
wurde komplett von <strong>Bachmann</strong> programmiert<br />
und in die Kundenapplikation integriert. Auch<br />
bei der Implementierung der Bussysteme<br />
(Modbus TCP/RTU, CAN, M-Bus) unterstützte<br />
<strong>Bachmann</strong> das Unternehmen. Beispielsweise<br />
wurden für GMK die direkte Drehzahlerfassung<br />
mittels der CNT-Baugruppe und die Mittelwertbildung<br />
übernommen. Auch die Visualisierung<br />
mittels Java-Code erkannte GMK, neben der<br />
Möglichkeit des Fernzugriffs auf ihre Anlagen,<br />
als klaren Vorteil des <strong>Bachmann</strong>-Automatisierungssystems.<br />
Ohne großen Aufwand kann die<br />
Visualisierung als Windows-, Linux-, VxWorksoder<br />
Web-Applikation ausgeführt werden.<br />
Gute und professionelle<br />
Zusammenarbeit<br />
Für GMK sind die Vorteile des Automatisierungssystems<br />
von <strong>Bachmann</strong> unbestritten.<br />
»Besonders lobenswert an der <strong>Bachmann</strong>-Steuerung<br />
ist die flexible und benutzerfreundliche<br />
Datenerfassung und -auswertung zur Optimierung<br />
des ORC-Prozesses«, zeigt sich Dr.<br />
Ulli Drescher, Leiter Forschung & Entwicklung<br />
bei der GMK mbH, begeistert. »Nicht zuletzt<br />
war das überzeugende Preis-Leistungs-Verhältnis<br />
des integrierten Automatisierungssystems<br />
ausschlaggebend für die enge Kooperation mit<br />
<strong>Bachmann</strong>.«<br />
Organic Rankine Cycle<br />
(ORC)<br />
Unter dem Organic Rankine Cycle (ORC)<br />
versteht man ein Verfahren für den Betrieb<br />
von Dampfturbinen zur Stromerzeugung.<br />
Als Arbeitsmittel werden anstelle von Wasserdampf<br />
jedoch organische Flüssigkeiten<br />
verwendet, die eine niedrige Verdampfungstemperatur<br />
haben. So lässt sich z. B. Prozessabwärme<br />
energetisch effizient nutzen.<br />
33
ausgegorene<br />
lösung<br />
Innovative Steuerung von Biogasanlagen<br />
Die B.T.S. Italia srl gehört zur TS energy Group mit Sitz in<br />
Bruneck (Italien). Mit 50 Mitarbeitenden konzipiert, installiert<br />
und wartet das Unternehmen Biogasanlagen. Eine installierte<br />
Leistung von weit über 30 MW macht BTS dabei zum führenden<br />
Anbieter auf dem italienischen Markt. Das seit einiger Zeit<br />
eingesetzte <strong>Bachmann</strong> M1-Automatisierungssystem ermöglichte<br />
eine markante Steigerung der Leistungsfähigkeit der Anlagen.<br />
BTS Biogas ist in Italien der<br />
größte Anbieter von Biogasanlagen<br />
und gilt als Pionier in diesem<br />
Sektor. Die Kernkompetenzen<br />
des Unternehmens liegen in der<br />
Planung, Produktion und dem<br />
Aufbau der Anlagen.<br />
In Biogasanlagen wird vornehmlich das durch<br />
Vergärung von Biomasse entstehende Gas vor<br />
Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt.<br />
BTS baut dazu Anlagen mit installierten Leistungen<br />
von 50 kW bis zu 1 MW auf. Als Gärsubstrat<br />
werden meist tierische Exkremente (Gülle, Mist)<br />
oder Pflanzensilagen eingesetzt. Mit 20 m 3 Rindergülle,<br />
22 Tonnen Maissilage und 18 Tonnen<br />
Weidelgrassilage lassen sich mit der großen<br />
BTS-Anlage Strom für ca. 2700 Haushalte und<br />
thermische Energie zur Versorgung von bis zu<br />
800 Haushalten pro Tag erzeugen.<br />
Kontrollierte Befüllung<br />
Das <strong>Bachmann</strong> M1-System steuert die Beschickungstechnik<br />
der Gärtanks, das vollautomatisierte<br />
Rühren, das Pumpen, das Heizen und die<br />
Gasproduktion der Biogasanlage. Entscheidend<br />
für den Wirkungsgrad der Anlage ist die Steuerung<br />
des Gärprozesses. Mit Hilfe des Befüllungsprogrammes<br />
ist eine kontrollierte und<br />
definierte Befüllung des Beschickers möglich.<br />
Der Anlagenbetreiber kann per Knopfdruck<br />
den gewünschten Füllstand des Beschickers<br />
auswählen und das Programm errechnet automatisch<br />
die notwendigen Mengen der verschiedenen<br />
Produkte, sodass eine kontrollierte<br />
Fütterung der Biogasanlage möglich wird.<br />
Zwei-Steuerungs-Lösung<br />
Je nach Komplexität der Beschickung werden<br />
dazu zwei getrennte, über PROFIBUS vernetzte<br />
34
energy.application<br />
M1-Systeme eingesetzt. Man hat diese Topologie<br />
einer abgesetzten Lösung vorgezogen,<br />
denn bei einem Ausfall der Kommunikation<br />
können so Extruder und Beschickung weiter<br />
arbeiten. »Gleichzeitig ermöglicht es uns auch,<br />
bei Biogasanlagen, die nicht von BTS realisiert<br />
wurden, im Zuge einer Anlagenoptimierung<br />
problemlos die Beschickungstechnik nachzurüsten«,<br />
erklärt Stefan Mutschlechner, Leiter<br />
der Abteilung Automation bei BTS, das Prinzip.<br />
Kommunikation über<br />
verschiedene Feldbusse<br />
Weitere Teilsysteme, wie die Gärresttrocknung<br />
oder die Frequenzumformer werden über PROFI-<br />
NET oder Modbus RTU einfach in das System<br />
eingebunden: »Das ist ein entscheidender Vorteil<br />
der <strong>Bachmann</strong>-Lösung, denn die von uns<br />
verwendeten Kommunikationsprotokolle sind<br />
bereits standardmäßig integriert«, wie Stefan<br />
Mutschlechner hervorhebt.<br />
Optimierte »Fütterung«<br />
Ein Fütterungsprogramm gewährleistet und<br />
dokumentiert die richtige Fütterung der Anlage.<br />
Um eine optimale Biogasausbeute zu erzielen,<br />
prognostiziert und projektiert das Programm<br />
die richtige Substratkombination und optimiert<br />
so die Faulraumbeladung. Diese ist ein wichtiger<br />
Parameter zur Beurteilung der biologischen<br />
Belastung<br />
des Prozesses,<br />
sodass die Bakterien<br />
nicht<br />
»überfüttert«<br />
werden und der<br />
Prozess umkippt<br />
(Versauerung<br />
des Prozesses).<br />
Die Kommunikation<br />
mit der<br />
Gasqualitätsmessung<br />
erfolgt über Modbus TCP/IP. BTS hat<br />
dazu ein Alarmmodul entwickelt, welches den<br />
Anlagenbetreiber über das GSM-Netz im Detail<br />
über eventuelle Funktionsstörungen informiert.<br />
» Die Offenheit der<br />
<strong>Bachmann</strong>-Lösung<br />
hat uns überzeugt. «<br />
Stefan Mutschlechner,<br />
Leiter der Abteilung Automation,<br />
B.T.S. Italia srl<br />
Komplettsimulation spart Zeit<br />
Mit einem zweiten SPS-Programm, das als<br />
separater Task auf der Steuerung läuft, simulieren<br />
die BTS-Ingenieure die komplette Funktion<br />
der Biogasanlage. »Dies spart uns eine<br />
Menge Zeit«, wie Programmierspezialist Florian<br />
Hofer erzählt, »denn wir können die Anlage vor<br />
der Auslieferung im Werk komplett offline testen<br />
und so die Inbetriebnahmezeit<br />
deutlich verkürzen.«<br />
Höchster Stand<br />
der Technik<br />
»Durch den Umstieg auf das<br />
<strong>Bachmann</strong>-System konnten<br />
wir in der Automatisierung<br />
unserer Biogasanlagen<br />
einen für die Branche außergewöhnlich<br />
hohen Stand der<br />
Technik erreichen«, sagt<br />
Stefan Mutschlechner. Beinahe 50 Anlagen sind<br />
aktuell in der Projektierung bzw. Bauphase. Ein<br />
eindrücklicher Beweis der Leistungsfähigkeit<br />
des Südtiroler Unternehmens.<br />
35
mehr power<br />
aus der natur<br />
Regelungstechnische Optimierung von Biomassekraftwerken<br />
VOIGT+WIPP Engineers <strong>GmbH</strong> (VWE) liefert verfahrensund<br />
regelungstechnische Lösungen, welche auf die Steigerung<br />
der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit industrieller<br />
Prozesse fokussieren. Eine auf dem <strong>Bachmann</strong> M1-Automatisierungssystem<br />
entwickelte Anlagenregelung für Biomassekraftwerke<br />
verspricht eine Reduktion des Brennstoffverbrauchs<br />
von bis zu 10 Prozent bei gleichzeitig optimierter Energieabgabe.<br />
Das innovative Unternehmen<br />
mit Hauptsitz in Wien (A) liefert<br />
Engineering-Lösungen für die<br />
Prozessindustrie zur Steigerung<br />
der Energieeffizienz und der<br />
Wirtschaftlichkeit.<br />
»Die Schwierigkeit beim Betrieb von Biomassekraftwerken<br />
liegt in der schwankenden Brennstoffqualität<br />
und den damit einhergehenden<br />
unsteten Heizwerten«, sagt Dipl.-Ing. Andreas<br />
Voigt, Geschäftsführer von VWE. Dies sowie<br />
die Notwendigkeit der Einhaltung gesetzlicher<br />
Emissionsgrenzwerte stellen die Betreiber von<br />
Biomassekraftwerken vor eine große Herausforderung.<br />
Hinzu kommen Anforderungen<br />
wie möglichst schonender Anlagenbetrieb für<br />
höchste Verfügbarkeit. »Häufig bleibt bei diesen<br />
Rahmenbedingungen die Anlageneffizienz<br />
auf der Strecke, was meist erhebliche finanzielle<br />
Auswirkungen für den Betreiber hat«,<br />
wie Andreas Voigt erklärt. Die entscheidenden<br />
Vorteile der Biomas Control Solution (BCS) sind<br />
die Reduktion des Brennstoffverbrauchs bei<br />
gleichzeitig gesteigerter Leistung der Biomassekessel<br />
sowie die Minimierung des Eigenenergieverbrauchs<br />
und der Schadstoffemissionen.<br />
Der Gas- bzw. Ölverbrauch der Spitzenlastkessel<br />
wird ebenfalls auf ein Minimum reduziert.<br />
Individuell einsetzbar<br />
Der Anwendungsbereich der BCS reicht vom<br />
2 MW-Biomasse-Heizwerk bis hin zum 20 MW<br />
Biomassekraftwerk. BCS bietet die Regelung<br />
einzelner oder mehrerer Biomasse- und Spitzenlastkessel<br />
sowie des Fernwärmenetzes und<br />
des Wasser-Dampf-Kreislaufs bzw. der Turbine.<br />
36
energy.application<br />
Bei Bedarf können auch einzelne Module wie<br />
z. B. die Feuerleistungsregelung oder die reine<br />
Spitzenlastkesselregelung verwendet werden.<br />
Überzeugendes<br />
Softwarekonzept<br />
Programmiert wird die <strong>Bachmann</strong> M1 bei VWE<br />
mit CoDeSys IEC 61131. »Dabei können wir<br />
eigene, für Biomasseanlagen maßgeschneiderte<br />
Funktionsbibliotheken entwerfen sowie<br />
selbst programmierte, an die speziellen Bedürfnisse<br />
eines Kraftwerks angepasste Advanced<br />
Process Controller verwenden«, wie Andreas<br />
Voigt einen der Vorteile des <strong>Bachmann</strong>-Systems<br />
beschreibt. Komplexe Regelalgorithmen werden<br />
bei VWE mit dem Programmpaket MATLAB ® /<br />
Simulink ® von The Mathworks Inc. entwickelt.<br />
»Von entscheidendem Nutzen für unsere<br />
Arbeit ist dabei das M-Target for Simulink ®<br />
von <strong>Bachmann</strong>«, wie der Ingenieur formuliert.<br />
Dank der automatischen Code-Generierung<br />
können z. B. in der Simulationsumgebung entworfene<br />
Fernwärmenetzmodelle ganz einfach<br />
für die übergeordnete, auf Effizienz optimierte<br />
Fernwärmenetzregelung des BCS auf die M1<br />
übertragen werden.<br />
Universelle Lösung<br />
Die BCS ist völlig unabhängig von der vor Ort<br />
verwendeten Automatisierungshardware. Das<br />
<strong>Bachmann</strong> M1-System mit dem jeweils maßgeschneiderten<br />
BCS wird beispielsweise über<br />
PROFIBUS oder ein anderes installiertes Bussystem<br />
perfekt in die jeweilige Hardwareumgebung<br />
integriert. Die Bedienung wird entweder<br />
über ein <strong>Bachmann</strong> Control-Terminal<br />
(z. B. CT200) oder als webbasierte Lösung am<br />
PC realisiert. Zur komfortablen Einstellung<br />
der Regelparameter steht dabei dem Bediener<br />
eine Visualisierung mit grafisch aufbereitetem<br />
Regelkonzept zur Verfügung.<br />
Schnelles<br />
Return-on-Investment<br />
Dank des modularen Aufbaus der BCS wird<br />
mit Hilfe der <strong>Bachmann</strong>-Softwareumgebung<br />
der Aufwand für die Anpassung an die Anlagenkonstellation<br />
des Kunden stark reduziert.<br />
Dadurch ist eine rasche Amortisation möglich.<br />
Trotz gesteigerter Leistung des Biomassekessels<br />
erreicht die BCS durch optimale Regelung<br />
der Verbrennung eine ansehnliche Reduktion<br />
des Brennstoffverbrauchs um bis zu 10 Prozent.<br />
Gleichzeitig lassen sich Lastschwankungen<br />
unter günstigen Bedingungen fast<br />
halbieren und so auch die Anlagenverfügbarkeit<br />
deutlich erhöhen. »Innerhalb von ein bis<br />
zwei Jahren hat sich für den Betreiber die<br />
Investition bereits zurückbezahlt«, freut sich<br />
Andreas Voigt.<br />
» <strong>Bachmann</strong> bietet die ideale<br />
Plattform zur Realisierung<br />
hochwertiger Lösungen für die<br />
Optimierung von Biomassekraftwerken.<br />
«<br />
Dipl.-Ing. Andreas Voigt,<br />
Geschäftsführer,<br />
VOIGT+WIPP Engineers <strong>GmbH</strong><br />
Biomass Control Solution<br />
Turbine<br />
BCS-T<br />
G<br />
Biomassekessel<br />
BCS-FLR<br />
Biomassekessel<br />
BCS-FLR<br />
Spitzenlastkessel<br />
BCS-SLK<br />
Spitzenlastkessel<br />
BCS-SLK<br />
Fernwärmenetz<br />
BCS-FWN<br />
Intelligente Verbundschaltung: Regelung mehrerer Biomasse- und<br />
Spitzenlastkessel sowie des Fernwärmenetzes und des Wasser-Dampf-Kreislaufs<br />
bzw. der Turbine.<br />
BCS-Visualisierung: Die Regelparameter können über die dargestellten<br />
Fließbilder intuitiv eingestellt werden.<br />
37
Imposant: Die 131 Meter hohe,<br />
doppelt gekrümmte Bogengewichtsmauer<br />
des Jahresspeichers<br />
Schlegeis mit der ungewöhnlichen<br />
großen Kronenlänge von 725 Meter,<br />
für die ein Betonvolumen von knapp<br />
1 Million m 3 erforderlich war. Sie<br />
staut auf 1782 m Meereshöhe einen<br />
Nutzinhalt von 126,5 Mio. m 3 .<br />
Strom aus den<br />
Zillertaler Alpen<br />
Erneuerung der Leittechnik im leistungsstärksten<br />
Speicherkraftwerk Österreichs<br />
38
energy.application<br />
Am Hauptkamm der Zillertaler Alpen in Österreich entspringen in Höhen von<br />
weit über 2.000 Meter ü. M. zahlreiche große Quellbäche, die sich im Raum<br />
Mayrhofen (A) auf einer Seehöhe von etwa 600 Meter vereinigen. Genutzt wird<br />
dieses Wasserangebot von den Speicherkraftwerken der Werksgruppe<br />
Zillertal. In mehreren Etappen wird in den Jahren 2010 bis 2014 von der<br />
Rittmeyer AG mit Sitz im schweizerischen Baar die gesamte Leittechnik<br />
erneuert. Das Unternehmen setzt seit langem auf das M1-Automatisierungssystem<br />
von <strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong>.<br />
Die Kraftwerke Roßhag und Mayrhofen wurden<br />
von 1965 bis 1971 errichtet und 1976 erweitert.<br />
Das Kraftwerk Häusling wurde zwischen 1974<br />
und 1987 gebaut. Zusammen sind sie mit einer<br />
Gesamtleistung von fast einem Gigawatt die<br />
leistungsstärkste Speicherkraftwerksgruppe<br />
Österreichs.<br />
Kompletterneuerung nach<br />
dreißig Jahren<br />
Um den weiterhin sicheren Betrieb dieser<br />
Kraftwerksinstallation zu garantieren, sollte<br />
die gesamte Leittechnik erneuert werden.<br />
Den Zuschlag für dieses umfangreiche, über<br />
fünf Jahre und verschiedene Ausbauetappen<br />
ausgelegte Modernisierungsprojekt erhielt<br />
die Rittmeyer AG. Dabei wurde die Prozesssteuerung<br />
aller zwölf Hauptmaschinensätze<br />
ersetzt: Sechs Doppel-Pelton-Turbinen im<br />
Kraftwerk Mayrhofen, vier Francis-Turbinen<br />
mit Radialpumpen im Kraftwerk Roßhag und<br />
zwei in Häusling. Die Maschinenautomatik mit<br />
Anfahr- und Stillsetzsequenz, Steuerung der<br />
Hilfsbetriebe sowie mechanisch/thermischem<br />
Schutz wurden ausnahmslos auf Basis des M1-<br />
Automatisierungssystem aufgebaut. Ebenfalls<br />
erneuert wurden die Prozessstationen für die<br />
allgemeinen Anlagen wie Kühlwasser, Eigenbedarf<br />
und Schaltanlagen sowie die Hilfs- und<br />
Nebenanlagen.<br />
ist innerhalb der Kraftwerke als LWL-Ethernet-Netzwerk<br />
mit Kommunikationsprotokoll<br />
nach IEC 60870-5-104 ausgeführt.<br />
Sichere Absetzungen über<br />
große Distanzen<br />
»Von großem Vorteil für diese – wie auch für die<br />
meisten unserer Gesamtlösungen – ist die Integration<br />
des schnellen FASTBUS in das M1-Automatisierungssystem«,<br />
hebt Stephan Fabel ein<br />
Detail hervor. »Damit ist es ein Leichtes, über<br />
Multimode-Lichtwellenleiter und ohne jegliche<br />
Leistungseinbuße selbst weit abgesetzte Ein-/<br />
Ausgabeeinheiten in die Steuerung zu integrieren.«<br />
Eine solche Anforderung stellte zum Beispiel<br />
das Krafthaus Häusling: Es wurde in den steil<br />
abfallenden Felshang hineingebaut, seine<br />
größte Höhe beträgt fast 64 m. Im Krafthaus<br />
sind zwei Maschinensätze, bestehend aus je<br />
einem Motorgenerator, einer Francis-Turbine<br />
sowie einer zweistufigen, einflutigen Pumpe<br />
und einem hydraulischen Wandler installiert –<br />
verbunden mit einer vertikalen Welle über eine<br />
Gesamthöhe von rund 40 m. »Diese Distanzen<br />
haben wir mit dem FASTBUS störungssicher<br />
überbrückt«, wie Stephan Fabel bestätigt.<br />
Eingebunden in die Leittechnik ist ebenfalls die<br />
Steuerung und Überwachung der 220 kV-Freiluftschaltanlage<br />
beim Kraftwerk Mayrhofen.<br />
Die 1904 gegründete Rittmeyer<br />
AG ist ein Unternehmen der<br />
Gruppe Brugg. Rittmeyer mit<br />
Hauptsitz in Baar (Schweiz)<br />
entwickelt und liefert schlüsselfertige<br />
Mess- und Leittechniklösungen<br />
für Wasserkraftwerke,<br />
Wasser- und Energieversorgungen<br />
und Abwasserreinigungsanlagen.<br />
Mit rund 300 Mitarbeitenden<br />
erzielt das Unternehmen<br />
2012 einen Umsatz von 67 Mio.<br />
CHF (ca. 56 Mio. Euro).<br />
Umfangreiche und<br />
weitläufige Vernetzung<br />
»Zum Einsatz kommen über 50 vernetzte<br />
M1-Steuerungen und mehr als 30 über Lichtwellenleiter<br />
abgesetzte Unterstationen«,<br />
beschreibt Stephan Fabel, Bereichsleiter Wasserkraftwerke<br />
bei der Rittmeyer AG, mit einem<br />
Satz den enormen Umfang der Installation.<br />
Die Prozessstationen sowie die lokalen Bedienfelder<br />
sind dabei über einen in Ringtopologie<br />
ausgelegten Prozessbus verbunden. Dieser<br />
» Wir schätzen die außerordentliche<br />
Robustheit und<br />
Qualität des M1-Systems. «<br />
Stephan Fabel, Bereichsleiter<br />
Geschäftsbereich Wasserkraftwerke,<br />
Rittmeyer AG<br />
39
In Reih und Glied: Im<br />
Kraftwerk Mayrhofen fällt das<br />
Wasser aus dem Wochenspeicher<br />
Stillupp aus im Mittel<br />
469.7 m auf sechs Doppel-<br />
Pelton-Turbinen mit je 57.5 MW<br />
Leistung.<br />
40
energy.application<br />
Die Feldleitgeräte sind über einen eigenen Prozessbus<br />
nach IEC 61850 untereinander und mit<br />
IEC 60870-5-104 sowohl mit der Kraftwerkleittechnik<br />
als auch der Zentralwarte Mayrhofen<br />
verbunden.<br />
Durchgängige Lösung<br />
garantiert sicheren Betrieb<br />
Das übergeordnete Prozessleitsystem Rittmeyer<br />
RITOP ermöglicht<br />
die lokale Visualisierung<br />
und Bedienung<br />
der drei Kraftwerke.<br />
Neben der Vor-Ort-Bedienung<br />
an den Maschinentafeln<br />
können alle<br />
Anlagen innerhalb des<br />
RITOP-Prozessbediensystems<br />
von einem stationären Arbeitsplatz<br />
in der jeweiligen Kraftwerkswarte mit entsprechenden<br />
Berechtigungen bedient werden. Die<br />
softwaremäßig durchgängige Lösung mit übersichtlichen,<br />
von Rittmeyer anlagenspezifisch<br />
gestalteten grafischen Oberflächen, garantiert<br />
die sichere und intuitive Bedienung der Anlage.<br />
»Veränderungen in der Anlage werden dem<br />
Bediener jeweils sofort auf dem Bildschirm<br />
signalisiert«, erläutert Stephan Fabel, und<br />
ergänzt: »Dynamische Einblendungen in Form<br />
von Symbolen, Grafiken und Texten führen ihn<br />
dabei zuverlässig durch den Prozess.« Da die<br />
Kraftwerke nicht mehr rund um die Uhr mit<br />
Betriebspersonal besetzt sind, wurden die Anlagen<br />
zudem an ein übergeordnetes Leitsystem<br />
» Die Integration des<br />
optischen FASTBUS<br />
ist einzigartig. «<br />
redundant angekoppelt: »Die Kraftwerke sind<br />
komplett automatisiert und werden von der<br />
Zentralwarte in Mayrhofen aus überwacht und<br />
fernbedient«, wie Stephan Fabel verdeutlicht.<br />
Hierarchisches Bediensystem<br />
Die Anlagensteuerung ist dabei in vier Bedienebenen<br />
angelegt: Vor Ort bei den Aggregaten,<br />
an der Maschinentafel, in der jeweiligen Kraftwerkswarte<br />
und mittels<br />
übergeordnetem Leitsystem<br />
von der Zentralwarte<br />
Zillertal. »Die<br />
Bedienautorität wird<br />
dabei mit zunehmender<br />
Prozessnähe höher«,<br />
erklärt Stephan Fabel.<br />
Alle Betriebsdaten<br />
werden zudem erfasst und ebenso wie alle<br />
Betriebshandlungen protokolliert. Die Prozessstationen<br />
und das Prozessleitsystem sind dabei<br />
mittels GPS auf eine einheitliche Systemzeit<br />
synchronisiert.<br />
Sicher in die Zukunft<br />
Die großen Speicherseen Schlegeis sowie Zillergründl,<br />
beide auf beinahe 2.000 m Meereshöhe<br />
gelegen, habe einen Nutzinhalt von unglaublichen<br />
220 Millionen Kubikmetern. Die Wasserkraftwerke<br />
Zillertal erzeugen dabei im Jahr aus<br />
natürlichem Zufluss rund 1.250 Mio. kWh Strom –<br />
zuverlässig und zukunftsfähig gesteuert von<br />
Rittmeyer-Anlagen, mit dem <strong>Bachmann</strong> M1-<br />
Automatisierungssystem als deren Herzstück.<br />
Ergonomisch optimiert:<br />
Parameter können über das<br />
maschinennahe Bedienpanel<br />
jederzeit durch das Betriebspersonal<br />
den betrieblichen Anforderungen<br />
angepasst werden.<br />
41
EMISSIONSFREIES<br />
GROSSBATTERIESYSTEM<br />
DER ZUKUNFT<br />
Bewährte Zuverlässigkeit und weltweite Marktpräsenz bringen<br />
<strong>Bachmann</strong> und GILDEMEISTER zusammen<br />
Die Großbatterie CellCube von GILDEMEISTER energy solutions gilt als<br />
Meilenstein in der Geschichte des regenerativen Energiemanagements.<br />
Ob in Kombination mit Windenergieanlagen, Biogasgeneratoren, Photovoltaik<br />
oder im Netzparallelbetrieb – die Vanadium-Redox-Flow-Großbatterie stellt<br />
eine unterbrechungsfreie Energieversorgung sicher. Sie ist dabei unabhängig<br />
von wetterbedingten Schwankungen, Temperaturen, Tageslänge oder<br />
instabilen Netzen. Der ganzheitliche Ansatz des Systems wird durch das<br />
M1-Automatisierungssystem von <strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong> realisiert.<br />
Effiziente Leistung und<br />
Sicherheit auf höchstem<br />
Niveau: Der CellCube – das<br />
Großbatteriesystem der Zukunft.<br />
42
energy.application<br />
» Die M1 bietet eine tolle Basis<br />
zur Weiterentwicklung der<br />
Steuerung unserer CellCube<br />
Energiespeichersysteme. «<br />
Dipl.-Ing. Dr. techn. Stefan Haslinger,<br />
Product Manager / Technical Project<br />
Management, Cellstrom <strong>GmbH</strong><br />
(GILDEMEISTER energy solutions)<br />
Als Teil des GILDEMEISTER-Konzerns entwickelt<br />
GILDEMEISTER energy solutions für<br />
Industriekunden Lösungen in den Bereichen<br />
Erzeugen, Speichern und Anwenden von 100<br />
Prozent grüner Energie. Mit Produkten im<br />
Sektor Windenergie, Solarstromerzeugung<br />
und Energiespeicherung mittels Großbatteriesystemen<br />
bietet der Unternehmensbereich<br />
mit Sitz in Würzburg (Deutschland) ein<br />
umfangreiches Portfolio zur optimalen Nutzung<br />
regenerativer Energien. Dabei profitieren die<br />
Kunden von mehr als 140 Jahren Know-how<br />
des Konzerns im Maschinenbau.<br />
Erfolgreiche Entwicklungen<br />
Seit 2002 entwickelt das Tochterunternehmen<br />
bereits erfolgreich Speichersysteme auf Basis<br />
der Vanadium-Redox-Flow (VRF)-Technologie.<br />
2008 erfolgte der Produktlaunch vom ersten<br />
kommerziellen und in Serie produzierten<br />
VRF-Energiespeicher mit 10 kW Leistung. Nach<br />
der Markteinführung des 200 kW-Systems im<br />
Frühjahr 2011 hat GILDEMEISTER auch 2012<br />
mit der Vorstellung der neuen Produktfamilie<br />
im Bereich von 10 kW bis 30 kW und den Großenergiespeichern<br />
mit Leistungen von 200 kW<br />
bis 2 MW für Aufsehen gesorgt.<br />
Vertrauen in<br />
<strong>Bachmann</strong>-Systeme<br />
Für die seit Juni 2012 auf dem Markt erhältliche<br />
modulare Produktfamilie der VRF-Speicher<br />
war das Unternehmen auf der Suche nach einer<br />
Industriesteuerung, welche den zuverlässigen<br />
und sicheren Einsatz der sogenannten Cell-<br />
Cube gewährleistet. »Die weite Verbreitung am<br />
Markt für regenerative Energien, insbesondere<br />
im Bereich Wind und BHKW, war ein Grund,<br />
weshalb wir uns für <strong>Bachmann</strong> entschieden<br />
haben«, sagt Stefan Haslinger, Product Manager/<br />
Technical Project Management bei der Cellstrom<br />
<strong>GmbH</strong>. »Die Verbreitung demonstriert<br />
das hohe Vertrauen von Kunden in die<br />
Robustheit und Stabilität der Steuerungen von<br />
<strong>Bachmann</strong>.«<br />
Anforderungsprofil<br />
der Steuerung<br />
Während der stabile Einsatz im Bereich<br />
der regenerativen Energien als sehr wichtige<br />
Anforderung an eine Industriesteuerung<br />
bereits erfüllt war, wurden die Robustheit und<br />
Zuverlässigkeit erneut getestet. Im Rahmen<br />
der Prototypen-Entwicklung fanden ausgiebige<br />
Sicherheits- und Performance-Tests statt<br />
und die Steuerung wurde bereits in den ersten<br />
Anlagen für Kundenanwendungen verbaut.<br />
»Währenddessen hat uns <strong>Bachmann</strong> Leih- und<br />
Testsysteme für zwölf Monate zur Verfügung<br />
gestellt«, blickt Stefan Haslinger zurück.<br />
»Darüber hinaus schätzen wir den sehr guten<br />
Support durch <strong>Bachmann</strong>.«<br />
Anspruchsvolles<br />
Batteriemanagement<br />
Die <strong>Bachmann</strong> M1-Steuerung wird im Batteriemanagement<br />
der CellCube FB 200–400 mit 200 kW<br />
Leistung und 400 kWh Energie eingesetzt,<br />
welche auch zu Speicherclustern mit bis zu 2 MW<br />
verschaltet werden können. Das Batteriemanagement<br />
des Speichers umfasst neben Sensoren<br />
für Druck- und Temperaturüberwachung<br />
des Redox-Flow-Fluid-Bereichs auch Aktuatoren,<br />
Pumpen-Antriebe, Interfaces zu verschiedenen<br />
Bus-Systemen und vieles mehr.<br />
»Daher wird von der M1 gefordert, dass sie<br />
das gesamte Batteriemanagement steuert und<br />
überwacht, sowie die Kommunikation zu Cluster-<br />
und Park-Management-Systemen sicherstellt«,<br />
beschreibt der Product Manager.<br />
Die Cellstrom <strong>GmbH</strong> gehört<br />
zum GILDEMEISTER-Konzern<br />
und ist im Energy Solutions<br />
Bereich für die Entwicklung und<br />
Produktion der Energiespeichersysteme<br />
verantwortlich. Das<br />
österreichische Unternehmen<br />
mit Sitz in Wiener Neudorf entwickelt<br />
und produziert seit 2002<br />
erfolgreich Speichersysteme auf<br />
Basis der Vanadium-Redox-Flow<br />
(VRF)-Technologie und leistet<br />
damit einen erheblichen Beitrag<br />
für die bedarfsgesteuerte,<br />
ununterbrochene elektrische<br />
Energieversorgung.<br />
43
CellCube<br />
FB 200–400<br />
Ladeleistung<br />
Entladeleistung<br />
200 kW<br />
200 kW<br />
Kapazität des<br />
Energiespeichers 400 kWh<br />
(Nutzung leistungsabhängig)<br />
Einschaltdauer/<br />
Reaktionszeit<br />
Gewicht<br />
leerer Zustand<br />
gefüllter Zustand<br />
< 60 ms<br />
20.000 kg<br />
60.000 kg<br />
Ganzheitlicher Ansatz<br />
Die M1 kommt darüber hinaus im Cluster-<br />
Management der MW-Anlagen sowie im<br />
Park-Management zum Einsatz. So ist etwa<br />
im jüngst eröffneten GILDEMEISTER energy<br />
solutions Park in Bielefeld die Steuerung des<br />
MW-Systems bestehend aus Photovoltaik-,<br />
Wind-, und Speichersystemen mit einer<br />
<strong>Bachmann</strong>-Lösung realisiert. »<strong>Bachmann</strong> realisiert<br />
damit den ganzheitlichen Ansatz des Systems«,<br />
fasst Stefan Haslinger zusammen.<br />
Einsatz für <strong>Bachmann</strong><br />
Konkret wurden eine MPC270-Steuerung mit<br />
CAN-Master CM202 zur Verwaltung von 80<br />
seriellen Bus-Schnittstellen zu den DC-Links,<br />
welche autonom das Laden- und Entladen des<br />
Energiespeichers regeln, aus dem <strong>Bachmann</strong><br />
Portfolio gewählt. »Besonders vorteilhaft an<br />
der MPC270 sind die ebenfalls zur Verfügung<br />
stehenden Ethernet- sowie die seriellen RS-232<br />
und RS-485 Schnittstellen, welche ebenfalls<br />
Verwendung finden«, geht Stefan Haslinger<br />
ins Detail. Darüber hinaus decken drei analoge<br />
AIO288-Module sowie ein AI208-Modul zur<br />
Integration von Drucksensoren die Verarbeitung<br />
analoger Signale ab. Zur Steuerung der<br />
digitalen Signale werden ein DIO280 und ein<br />
DI232 eingesetzt. E/A-Module finden vor allem<br />
wegen der Freiheit in der Konfiguration der<br />
Ein- und Ausgänge Verwendung. Die beschriebene<br />
Konfiguration in einem Steuerungssystem<br />
mit zahlreichen analogen und digitalen Einund<br />
Ausgängen sowie mehreren Schnittstellen<br />
ermöglicht eine ganzheitliche Einbindung in ein<br />
200 kW-Energiespeichersystem. Das findet auch<br />
im Cluster- und Park-Management-System Verwendung,<br />
wenn mehrere 200 kW-Systeme zu<br />
Speicherlösungen von bis zu 2 MW zusammengeschaltet<br />
werden.<br />
Optimale Abstimmung<br />
»<strong>Bachmann</strong> bietet ein, aus unserer Sicht,<br />
umfassendes Produktportfolio mit einer großen<br />
Auswahl an Modulen, mit denen die optimale<br />
Abstimmung der Industriesteuerung auf<br />
44
energy.application<br />
die eingesetzten Sensoren, Aktuatoren und<br />
Schnittstellen möglich ist«, zeigt sich Stefan<br />
Haslinger von <strong>Bachmann</strong> überzeugt. Die Produktbetreuung<br />
und kontinuierliche Weiterentwicklung<br />
der Module, welche stark an den<br />
Kundenwünschen ausgerichtet sind, ermöglicht<br />
GILDEMEISTER energy solutions eine langfristige<br />
Entwicklungsstrategie basierend auf<br />
<strong>Bachmann</strong>-Modulen. »So kann auch bei der<br />
kontinuierlichen Weiterentwicklung unserer<br />
CellCube-Speicher stets auf den optimalen<br />
Einsatz der <strong>Bachmann</strong>-Industriesteuerung<br />
geachtet werden«, lobt der Produktmanager.<br />
Servicefunktion Monitoring:<br />
Alle wichtigen Betriebsparameter<br />
können jederzeit online<br />
abgerufen werden, z. B. Ladezustand<br />
(SOC), Elektrolyttemperatur<br />
oder Ladeleistung. Gegen<br />
Aufpreis kann optional ein Monitoring-Touch-Display<br />
an der<br />
Batterie angebracht werden.<br />
» <strong>Bachmann</strong> bietet ein, aus unserer Sicht,<br />
umfassendes Produktportfolio mit einer<br />
großen Auswahl an Modulen, mit denen die<br />
optimale Abstimmung der Industriesteuerung<br />
auf die eingesetzten Sensoren, Aktuatoren<br />
und Schnittstellen möglich ist. «<br />
Dipl.-Ing. Dr. techn. Stefan Haslinger,<br />
Product Manager / Technical Project<br />
Management, Cellstrom <strong>GmbH</strong><br />
(GILDEMEISTER energy solutions)<br />
45
das läuferpaar<br />
Warum es in der Technik hilft, Mensch zu bleiben<br />
Wir bei <strong>Bachmann</strong> zwängen Menschen nicht in Konventionen sondern<br />
geben ihren Fähigkeiten den nötigen Freiraum. So entfalten sich<br />
unkonventionelle, neue Lösungen – beim Pausen-Schach ebenso wie<br />
beim spontanen Meeting.<br />
Wir arbeiten nicht nebeneinander sondern miteinander. Das schafft eine<br />
Vertrauensbasis, die auch unsere Kunden einbindet. Ein Strategietipp<br />
aus dem Schach sagt: Halte den Raum offen und gib dem Läuferpaar die<br />
Möglichkeit, seine große Reichweite wirkungsvoll einzusetzen.<br />
Das wollen wir leben. Gemeinsam mit Ihnen. Jeden Tag.<br />
46
energy.application<br />
47
www.bachmann.info<br />
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