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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 />

Broschüre energy.application DE | Technische Änderungen vorbehalten © 10/2013 by <strong>Bachmann</strong> <strong>electronic</strong>

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