Wasserversorger ENCW setzt bei Modernisierung auf ABB-Auto­mati­sier­ungs­technik

Die Stadt Calw sowie die verschiedenen Ortsteile werden über die zwei Wasserwerke – das Wasserwerk Schleiftal in Calw und das Wasserwerk Schweinbachtal in Hirsau – mit Wasser versorgt. Sämtliche Wassergewinnungsanlagen betreiben die Stadtwerke Calw. Das größere der beiden, das Wasserwerk Schleiftal, bezieht sein Rohwasser aus verschiedenen Brunnen und Quellen. Ein wichtiger Wasserlieferant ist dabei das Pumpwerk Kentheim. Das ehemalige Wasserwerk ist heute eine Sammelstation, in die das Wasser von sechs Tiefbrunnen und von einer Stollenquelle einläuft.  

Die Stollenquelle, deren Ursprung rund 200 Meter tief im Berg liegt, hat eine wichtige Bedeutung für die Wasserlieferung. Sie schüttet ihr Wasser in freiem Gefälle in den Sammelbehälter des Pumpwerks aus. Ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser von ABB misst dabei die einfließende Wassermenge. Die Wassergewinnung variiert im Jahresverlauf. So spendet die Quelle im Frühjahr sowie zum Jahresende mehr Wasser, während ihr Wasserangebot im Sommer zurückgeht. Um Energie zu sparen, soll vorrangig das Quellwasser, das nicht gepumpt werden muss, in den Sammelbehälter einlaufen. Wird mehr Wasser benötigt als die Stollenquelle liefern kann, gehen ab einem bestimmten Behälterstand die Brunnengruppen mit dazu. Bei ihnen fördern Pumpen das Wasser.  

In den Jahren 2018/2019 stand eine umfassende Modernisierung des Pumpwerks Kentheim an, in deren Rahmen Steuerungs- und Antriebstechnik von ABB zum Einsatz kommen sollte. Die Wahl fiel auf ABB Ability Operations Data Management zenon, eine SPS AC500 und drei ACQ580-Frequenzumrichter. 

Die Inbetriebnahme und der Umschluss der neuen Technik erfolgten im August 2019 in einer der heißesten Wochen des Jahres, die von einem sehr hohem Wasserbedarf geprägt war. ABB montierte die Schränke, Schaltanlagen sowie die komplette Verdrahtung vor. Dadurch konnte die Montage sehr schnell erfolgen und der hohe Wasserbedarf in dieser Zeit stets gedeckt werden. 

Die drei Pumpen für die Brunnengruppen werden seitdem durch drei ACQ580-Frequenzumrichter geregelt. Angetrieben werden sie von energieeffizienten IE4-Synchronreluktanzmotoren, die ebenfalls von ABB stammen. 

Der robuste und kompakte ACQ580 wurde speziell für die Bedürfnisse der Wasser- und Abwasserbranche entwickelt. Er verfügt über pumpenspezifische Applikationsregelungsprogramme, die helfen, einen optimalen Betrieb der Wasser- bzw. Abwasserpumpe sicherzustellen und Stromkosten zu senken. Die vorprogrammierten Pumpenregelungsfunktionen können mit Assistenten einfach ausgewählt und aktiviert werden. 

Eine SPS AC500, die leistungsstärkste SPS von ABB, regelt den Zulauf zum Wasserwerk und steuert die drei Frequenzumrichter. Für das Automatisierungssystem gibt es spezielle Bibliotheken für den Wassersektor. Die Wasser-Bibliotheken ermöglichen erweiterte Pumpenfunktionen, Datenspeicherung, den Fernzugriff und eine zuverlässige Datenübertragung. 

Die AC500 steuert die Frequenzumrichter im Pumpwerk Kentheim so, dass alle drei Pumpen abwechselnd laufen, um eine gleichmäßige Belastung zu gewährleisten. Wenn Wasser aus den Brunnen gefördert wird, läuft zuerst eine Pumpe an. Wird mehr Wasser benötigt, schaltet eine zweite dazu. Beim nächsten Förderzyklus springt eine andere Pumpe als Erste an. Durch diese Regelung werden alle drei Pumpen gleichmäßig belastet.  

Die gleichmäßige Auslastung verlängert die mittlere Reparaturzeit und spart Wartungskosten durch einen langfristigen Ausgleich der Betriebszeiten aller Pumpen.  

Bei zu hoher Trübung des Rohwassers aus der Stollenquelle sorgt die Steuerung dafür, dass das Wasser automatisch in die Entwässerung abgeführt wird. Beim intelligenten Stollenbetrieb wird die Schüttung der Quelle so überwacht, dass immer die maximale Wassermenge aus dem Stollen genutzt wird. 

Überwacht und visualisiert werden die Steuerung und die Frequenzumrichter mit der Software ABB Ability Operations Data Management zenon. Das offene und skalierbare System bietet eine sichere Überwachung, Bedienung, Prüfung, Datenerfassung, Planung und Berichterstellung für die Automatisierungskomponenten. zenon ist außerdem durch ein Sicherheitssystem geschützt, das für den Einsatz in kritischen Infrastrukturen ausgelegt ist. 

Jörg Friedrich ist mit Automatisierungstechnik von ABB seit rund zwei Jahrzehnten vertraut:  

Aktuell steht die Modernisierung der Automatisierungstechnik für die beiden Wasserwerke, die 15 Hochbehälter und anderer Wassergewinnungsanlagen an. Auch bei diesem Projekt setzt man bei der ENCW wieder auf Technik von ABB.