Die Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH ist verantwortlich für die Trinkwasserversorgung von 80.000 Menschen in 28 Gemeinden in der Süd- und Südoststeiermark in Österreich. Das gemeinnützige und in öffentlicher Hand befindliche Unternehmen betreibt 12 Brunnenanlagen, 60 Drucksteigerungsanlagen und 42 Hochbehälter mit einem Fassungsvermögen von insgesamt 10.000 Kubikmetern. Es werden etwa 340 km Transport- und Versorgungsleitungen betreut und ca. 3,3 Mio. Kubikmeter Trinkwasser gefördert. Insbesondere in den letzten Sommermonaten treten vermehrt Hitzewellen, Trockenheit gefolgt von Unwettern auf, die ein intelligentes Verteilsystem und einen sorgsamen Umgang mit unserem Trinkwasser unabdingbar machen. Durch den Klimawandel sind weitere Herausforderungen in der Wasserversorgung zu erwarten.

Langfristig denken
Die Übertragung von Betriebsdaten der geografisch weit verteilten Brunnenanlagen, Drucksteigerungsanlagen und Hochbehälter erfolgte bisher über analogen Funk, eine Technologie, die in absehbarer Zukunft auslaufen wird. Demgemäß gestaltete sich die Ersatzteilversorgung zunehmend schwierig. Für die Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH gab diese Entwicklung den Startschuss, auf eine neue Fernwirktechnik umzustellen, die aktuellen Standards und dem Stand der Technik entspricht. Im Zuge dessen wollte man neben der Datenübertragung auch die Anlagenbedienung und Steuerung in die neue Lösung miteinbeziehen – ein Punkt, der in hohem Maß der Versorgungssicherheit zugutekommt. Da die Erfahrungen mit der Funkübertragung bisher durchaus gut waren, entschlossen sich die Südsteirer, dieser Technologie treu zu bleiben, nicht zuletzt im Interesse eines autarken, von öffentlichen Netzen unabhängigen Kommunikationssystems. 

Technologische Qualität   Um hier das beste Ergebnis zu erzielen, holte sich die Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH als Partner Metior an Bord. Metior – ein Unternehmen der VTU Gruppe – ist ein Ingenieurbüro in Graz. Rund 40 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigen sich mit der elektro- und automatisierungstechnischen Planung von Anlagen in der Prozessindustrie – vornehmlich in der DACH-Region. Metior filterte aus dem Angebot am Markt drei in Frage kommende Lösungen heraus, welche im Anschluss auf Herz und Nieren getestet wurden. Rasch stellte sich Siemens als passendes System heraus. „Wir sehen als großen Vorteil die höchst technologische Qualität, bei gleichzeitig hervorragendem Preis-Leistungs-Verhältnis an“, erklärt Ing. Wolfgang Schautzer-Habith, Automatisierungstechniker bei der Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH. Zudem geht der Automationsexperte davon aus, dass es sich um eine langfristig sichere und nachhaltige Lösung handelt. Schautzer-Habith: „Der Worst Case für uns wäre, nach einigen Jahren oder auch Jahrzehnten einen kompletten Systemwechsel durchführen zu müssen, weil etwa neue Produkte mit den vorhandenen nicht mehr kommunizieren können. Wir sind uns sicher, dass dieser Fall mit Siemens nicht eintreten wird.“ Über die neue Fernwirktechnik werden aktuelle Betriebsdaten (Druck, Durchflussmengen, Zählerstände, Störungsdaten etc.) übertragen und die Anlagen der Außenstationen (Frequenzumrichter, Stellantriebe etc.) von der Leitwarte gesteuert. Um Wasserengpässe oder gegebenenfalls Störfälle auszugleichen, können die einzelnen Anlagen bei Bedarf auch automatisch untereinander kommunizieren. Selbstverständlich erfolgt die Datenübertragung verschlüsselt und ist somit bestmöglich geschützt.                                                                              
Stets verfügbare Funk-Kommunikation: Die größte Herausforderung bestand weniger im Automatisieren der Wasserversorgungsanlage, als in der Realisierung einer stets verfügbaren Funk-Kommunikation zwischen der Leitwarte und den Unterstationen. Während der Pilotphase mit acht Außenstationen stellte sich heraus, dass die Kommunikationsnorm IEC-60870-5-104 im konkreten Fall nicht den gesetzten Erwartungen entsprach. „Im Zusammenspiel mit der Funktechnologie kam es zu Bandbreiten- und Zeitproblemen“, erklärt Metior-Projektmanager Mario Petschenig. Die Alternative bot sich rasch in Form des DNP3-Protokolls auf UDP-Basis an. „Dieses bietet den Vorteil, mittels sicherer Mechanismen Datenpakete schnüren und dann auf einmal und schnell per Funk übertragen zu können“, so Christoph Lex, Project Engineer Automation, bei Metior. DNP3 bietet neben umfassenden Verschlüsselungsmöglichkeiten die Sicherheit, dass selbst bei Funküberlastung keine Datenpakete verloren gehen. Die Datenpufferung auf der Steuerung von bis zu einer Woche bei Funkausfall kommt ebenfalls dem Anwender zugute. Wahlfreiheit an Bord Ein großer wirtschaftlicher sowie technischer Vorteil ergibt sich durch den Einsatz der kompakten S7-1500SP Steuerung und dem neuen Siemens-Kommunikationsprozessors CP1542SP-1 IRC, der eine preislich interessante Kommunikationsmöglichkeit in Zusammenspiel mit vollen SPS-Prozessautomatisierungsmöglichkeiten schafft. Da es sich um kein proprietäres System handelt, kann die Steuerung mit den gängigen Sprachen gemäß EN61131 normkonform programmiert werden. Dafür gibt es sogar – speziell für die Wasserbranche entwickelte – kostenlose Bausteinbibliotheken für das TIA-Portal. Für die Fernwirk-Kommunikation müssen Anwender allerdings gar nicht programmieren, es ist lediglich eine Konfigurierung erforderlich. „Gut, dass der Kommunikationsprozessor standardmäßig alles an Bord hat, um neben IEC- auch mittels DNP3-Protokoll – und natürlich Siemens SINAUT ST7 – zu kommunizieren“, ergänzt Ing. Benjamin Schrunner, Sales Specialist für Digital Connectivity & Power bei Siemens. „Wir sind mit unseren Produkten offen für alles.“ Praktischerweise muss nur ‚softwareseitig umgeschaltet‘ werden, dies gestaltet die Umstellung auf das DNP3-Protokoll extrem einfach und macht sie intuitiv durchführbar. „Technologisch hat Siemens überzeugt, weil man mit der Implementierung verschiedenster Kommunikationsnormen auf einem Gerät eine hervorragende Leistung bietet“, so Mario Petschenig. Für Siemens sprach zudem die ausgereifte, einfach bedienbare Technologie und das gute Preis-Leistungs-Verhältnis, die gesicherte Ersatzteilhaltung mit rascher Verfügbarkeit und die weite Verbreitung: „Viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bringen bereits Know-how in der Bedienung von Siemens-Produkten mit. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil für Unternehmen“, so Mario Petschenig.                                                                                                                                                                     
Patentlösung für Infrastrukturbetreiber: „Lösungen wie diese eignen sich für alle Unternehmen, welche auf einem großen Gebiet verteilte Anlagen sicher betreiben müssen, zum Beispiel im Bereich Infrastruktur“, so Benjamin Schrunner. Nach den überaus guten Erfahrungen geht die Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH jetzt mit der neuen Technologie in die Breite, es sollen pro Jahr rund zehn weitere Anlagen mit Siemens-Technologie ausgerüstet werden. In Zukunft ist übrigens angedacht, die in vielen Außenstationen vorhandenen Notstromversorgungsaggregate via Fernwirktechnik aktivieren zu können, um die Reaktionsprozesse im Störfall zu beschleunigen und so Versorgungssicherheit weiter zu steigern. 

Die neue standardisierte Offenheit für Remote Networks bei der Leibnitzerfeld Wasserversorgung GmbH in der Süd- und Südoststeiermark in Österreich