5 minAntriebstechnikVeröffentlicht am 6. Mai 2025

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Um den Anforderungen der Trinkwasserverordnung zu entsprechen und Kapazitäten für einen zukünftig höheren Wasserbedarf zu schaffen, wurde im bayrischen Großwallstadt ein neues Feld mit vier Rohwasserbrunnen erschlossen. Der Zweckverband AMME ist für den technischen Betrieb der Brunnen und der zugehörigen Trinkwasseranlage der Mitgliedsgemeinde Großwallstadt verantwortlich. Bei der Steuerungs- und Fernwirktechnik und der Pumpenregelung setzt der Zweckverband auf Controller, SPSen und Frequenzumrichter von ABB.

Der Zweckverband Abwasserverband Main Mömling Elsava (Zweckverband AMME) mit Sitz in Erlenbach am Main im Nordwesten Bayerns ist neben der Abwasserentsorgung im Verbandsgebiet auch für die Trinkwasserversorgung einzelner Mitgliedsgemeinden verantwortlich. Bei einem Trinkwasserprojekt in der Mitgliedsgemeinde Großwallstadt war und ist er federführend beteiligt.

Die öffentliche Wasserversorgung von Großwallstadt war seit dem Jahr 2011 überwiegend aus dem Brunnen 4 erfolgt, der rund 80 Prozent des Trinkwassers lieferte. Zwei weitere Brunnen, die früher ebenfalls der Trinkwasserversorgung dienten, dürfen heute nicht mehr genutzt werden, da das Trinkwasserschutzgebiet um sie aufgehoben wurde. Zum Aufbau einer Ersatzversorgungsmöglichkeit und um freie Kapazitäten für zukünftige Steigerungen des Wasserbedarfs und eine Redundanz für den Brunnen 4 zu schaffen, wurden in den letzten Jahren vier neue Brunnen errichtet. Für die Betreuung des Projekts von der Planung der Betriebstechnik über die Inbetriebnahme bis zur Betriebsführung zeichnet der Zweckverband AMME verantwortlich.

Vor der Einspeisung ins Trinkwassernetz der Gemeinde muss das Rohwasser der neuen Brunnen aufbereitet werden. Eine zwischenzeitliche provisorische Trinkwasseraufbereitungsanlage für das Brunnenfeld wurde durch ein neu errichtetes Wasserwerk ersetzt, das 2023 in den Betrieb ging. Die dortige zweistraßige Trinkwasseraufbereitung setzt sich aus den Arbeitsschritten Aktivkohlefiltration, Entsäuerung und Desinfektion zusammen. Der Aufbereitung folgt eine Zwischenspeicherung des Trinkwassers in zwei Behältern mit einem Fassungsvermögen von je 600 Kubikmeter, die das Wasser direkt in das Ortsnetz Großwallstadt einspeisen.

In der neuen Anlage in Großwallstadt wird das Rohwasser der neuen Brunnen aufbereitet.

SPSen und Controller von ABB

SPSen vom Typ AC500 werden in den Brunnen als Steuerungs- und Fernwirktechnik eingesetzt. Als Kopfstation wurde in der neuen Trinkwasseranlage Großwallstadt ein Controller AC 800M eingebaut, der mit der Zentralwarte des Zweckverbands AMME verbunden ist. Als übergeordnetes Prozessleitsystem fungiert dort das System 800xA von ABB mit dem Informationsmanagementsystem Symphony Plus Historian für die Dokumentation. Die SPSen wie auch der Controller stammen ebenfalls von ABB

SPSen vom Typ AC500 (oben rechts) werden in den Brunnen als Steuerungs- und Fernwirktechnik einge-setzt.

Steuerungen der Produktfamilie AC500 sind in der Wasserbranche weit verbreitet, wo sie als zentrales Steuerungselement oder als Slave verwendet werden. Für den Einsatz in der Wasserversorgung bietet die SPS eine spezielle Bausteine-Bibliothek. Die Wasserbibliothek verfügt über viele relevante Pumpenregelungs- und Datenerfassungsfunktionen. Die Softwarebausteine für Pumpenfunktionen, eine lückenlose Datenprotokollierung und Fernwirktechnik tragen dazu bei, die Betriebskosten zu optimieren.

Die Produktfamilie der AC 800M Controller umfasst mehrere Module, die aus CPUs, Kommunikations- und Stromversorgungsmodulen bestehen. Es sind mehrere CPU-Module erhältlich, die sich hinsichtlich Verarbeitungsleistung, Speichergröße, SIL-Einstufung und Redundanzunterstützung voneinander unterscheiden.

Der Zweckverband AMME verlässt sich seit Langem auf AC 800M-Controller und AC500-SPSen von ABB. Udo Peichl, Bereichsleiter Betriebstechnik beim Zweckverband AMME, erläutert: „Den AC 800M setzen wir seit 2004 ein. Zuerst diente er als reines Überwachungssystem. Im Laufe der Jahre hat sich unser System zu einem vollwertigen Prozessleitsystem mit allen erforderlichen Funktionalitäten hinsichtlich Bedienung und Dokumentation weiterentwickelt. Mit der Zeit ist die AC500 als kostengünstige Steuerungsvariante hinzugekommen. Derzeit sind im gesamten Verbandsgebiet ungefähr 160 Stationen aufgeschaltet, die etwa je zur Hälfte aus AC 800M und AC500 bestehen. Und es kommen immer wieder neue Projekte hinzu.“

In jedem der vier neuen Brunnen wurde eine AC500-CPU vom Typ PM573-ETH verbaut, die standardmäßig vom Zweckverband AMME verwendet wird. Als Teil der Gesamtanlage steuern sie die Frequenzumrichter der Pumpen. Des Weiteren zeichnen sie für die Gebäudeüberwachung, Durchflussmessung, Qualitätsmessung (Trübung, pH) und die Dokumentation der Absenkungen im Brunnen verantwortlich. Die erfassten Daten leiten sie an den AC 800M Controller im Wasserwerk, der die dortige Aufbereitungstechnik steuert. Die Kommunikation der vier Steuerungen mit dem Controller erfolgt über ein eigenes Glasfasernetzwerk, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Die Bedienpanel der ABB-Frequenzumrichter (oben) an der Außenseite der Schaltschränke. Beim Zweck-verband AMME wird ihre Bedienerfreundlichkeit geschätzt.

Komplette Brunnensteuerung über AC500

In jedem der vier neuen Brunnen wurde eine AC500-CPU vom Typ PM573-ETH verbaut, die standardmäßig vom Zweckverband AMME verwendet wird. Als Teil der Gesamtanlage steuern sie die Frequenzumrichter der Pumpen. Des Weiteren zeichnen sie für die Gebäudeüberwachung, Durchflussmessung, Qualitätsmessung (Trübung, pH) und die Dokumentation der Absenkungen im Brunnen verantwortlich. Die erfassten Daten leiten sie an den AC 800M Controller im Wasserwerk, der die dortige Aufbereitungstechnik steuert. Die Kommunikation der vier Steuerungen mit dem Controller erfolgt über ein eigenes Glasfasernetzwerk, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Die Regelung der Pumpenmotoren gewährleisten ABB-Frequenzumrichter ACS580 mit Leistungen von 15 bis 37 Kilowatt. Der kompakte Standard-Frequenzumrichter regelt vielfältige Applikationen mit variablem Drehmoment oder Konstantmoment, darunter auch Pumpen mit quadratischem Lastmoment. „Die Struktur der Frequenzumrichter ist eindeutig und die Grundfunktionen kann fast jeder auf die Schnelle einstellen“, lobt Udo Peichl die Bedienerfreundlichkeit der Geräte.

Die Regelung der Pumpenmotoren gewährleisten ABB-Frequenzumrichter ACS580 mit Leistungen bis 37 Kilowatt.

ACS580 regeln Pumpen und Gebläse

Bei den Frequenzumrichtern in der Trinkwasseranlage zur Regelung der dortigen Pumpen handelt es sich ebenfalls um ACS580. Sie werden allerdings nicht von SPSen, sondern vom AC 800M Controller angesteuert. Die Kommunikation erfolgt über PROFINET. Mit den AC500-Steuerungen in den Brunnen kommuniziert der Controller über Modbus TCP.

Sechs ACS580 mit einer Motorleistung von 30 Kilowatt regeln die Netzpumpen, die das Wasser in das Großwallstadter Ortsnetz einspeisen. Hinzu kommen noch zwei bzw. ein ACS580 zur Regelung der Gebläse der Entsäuerungsanlage (je 7,5 Kilowatt) und der Spülwasserpumpe der Aktivkohlefilters (5,5 Kilowatt).

Zur Zusammenarbeit mit ABB sagt Udo Peichl: „ABB ist ein großer Kooperationspartner von uns. Das Unternehmen legt ein sehr hohes Engagement an den Tag, wenn es darum geht, Probleme zu beseitigen. Seine Komponenten sind zuverlässig und zeichnen sich durch eine klare Bedienstruktur aus. Für uns ist ABB ein kompetenter Partner.“

Redundanz im Betrieb ist durch die Anzahl der Netzpumpen und der Brunnen gegeben. Redundante Steuerungen gibt es nicht. Der Zweckverband AMME hat aber die gängigsten ABB-Komponenten bei sich auf Lager. Udo Peichl und seine Kollegen haben die erforderliche Fachkompetenz, um bei Ausfall einer SPS kurzfristig eine neue zu installieren und in Betrieb zu nehmen, ohne auf die Unterstützung Dritter angewiesen zu sein.