Sichere Lagerung von Gefahrstoffen

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• In nur sechs Monaten hat Denios zusammen mit seinen Partnerfirmen ein Interims-Gefahrstofflager aus 17 Brandschutzcontainern realisiert.
• Jeder der Container erfüllt eine spezielle Anforderung, die allein durch die eingelagerten Medien vorgegeben ist. Fast alle Container benötigen dafür eine hochpräzise Temperatursteuerung und -überwachung.
• Für die Anlagensteuerung sorgt die programmierbare Plattform Free Way von Eliwell, die speziell für die hohen Anforderungen bei der Containeranlage individualisiert wurde.

An einer der Universitäten in der Metropolregion Rhein-Ruhr gibt es derzeit rund 20 000 Studierende, die ihre akademische Ausbildung unter besten Bedingungen absolvieren. Durch die überdurchschnittlich vielen Sonderforschungsbereiche genießen die Fakultäten einen hervorragenden Ruf. Außerdem verfügt die Campus-Universität über kurze Wege: Alle Gebäude – inklusive Universitätsklinikum und Fachbibliotheken – sind zentral und schnell erreichbar.

Aktuell wird die 1965 erbaute Universität in einem geplanten Zeitraum von drei Jahren in großem Umfang umgebaut. Der damit verbundene Aufwand beschränkt sich nicht nur auf die klassischen Umbaumaßnahmen in Großobjekten, sondern betrifft auch sekundäre Bereiche: Ein solcher ist unter anderem die Gefahrstofflagerung im universitären Forschungsbereich, denn vor allem die naturwissenschaftlichen Disziplinen arbeiten mit zahlreichen wassergefährdenden und brennbaren Flüssigkeiten und Substanzen – darunter Laugen, Säuren, Lösemittel, Gifte und Peroxide. Die bisherigen Lagerstätten für diese Stoffe waren dezentral über das gesamte Universitätsgelände verteilt. Für die Übergangszeit sollte ein zentrales Lager entstehen, dessen einzelne, mobile Komponenten nach dem Umbau weiter genutzt werden können.

Die Lösung für diese Vorgabe entwickelte Denios, ein auf die Lagerung von Gefahrstoffen, betrieblichen Umweltschutz und Arbeitssicherheit spezialisiertes Unternehmen aus Bad Oeynhausen in enger Kooperation mit der Universität und verschiedenen Zulieferern. Das zentrale Interims-Gefahrstofflager Abb. 1 besteht aus 17 einzelnen Brandschutzcontainern der Baureihen BMC (begehbar) und FBM (Regallager), die durch überdachte Gang- und Logistik-bereiche zu einem Komplex verbunden sind Abb. 2.

Jeder Container innerhalb der Anlage erfüllt eine spezielle Anforderung, die allein durch die eingelagerten Medien vorgegeben ist – zwei Container sind Bürocontainer. Darüber hinaus wurden für die unterschiedlichen Behälter Vorgaben des Brand- und Explosionsschutzes, der Klimatisierung und des Frostschutzes sowie des VCI-Konzepts für die Zusammenlagerung von Gefahrstoffen berücksichtigt (VCI: Verband der Chemischen Industrie). Denios konnte die Containeranlage zusammen mit den Partnern in nur sechs Monaten realisieren – vom Auftrag bis zur Inbetriebnahme.

Steuerung für Sicherheitsbereich

Neben den individuellen Vorgaben ist der allgemeine Sicherheitsstandard im zentralen Gefahrstofflager sehr hoch angesetzt: Alle Container sind mit Schaltschränken ausgerüstet, die im Störfall mit der Leitwarte und im Brandfall mit der Brandmeldezentrale korrespondieren. Zirkulationsleitungen für Notduschen ermöglichen Ersthilfe bei Kontamination. Diese werden durch ein Boilersystem frostfrei gehalten und vor Legionellenbefall geschützt.

13 der 17 Container erfordern eine hochpräzise Temperatursteuerung und -überwachung, da das eingelagerte Gefahrengut eine von der Umgebung unabhängige, konstante Temperatur benötigt. Dies beinhaltet sowohl Heiz- als auch Kühlsysteme, mit denen Temperaturen zwischen + 8 und + 20 °C bei – 15 bis + 35 °C Außentemperatur sichergestellt sind. Dazu befindet sich im Eingangsbereich der Containeranlage ein Steuerkasten, der mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) mit Modbus-Anbindung ausgestattet ist. Für die Anlagensteuerung mit höchstem Zuverlässigkeitsgrad sorgt die programmierbare Plattform Free Way von Eliwell, die speziell für die hohen Anforderungen bei der Containeranlage individualisiert wurde.

Free Way ist unter anderem für die Anwendungen in HVAC/R-Anlagen ausgelegt und besteht aus den programmierbaren Reglern Free Smart, Free Evolution und Free Panel sowie der frei verfügbaren Software Free Studio mit passendem Zubehör. Durch die Flexibilität und Programmierbarkeit kann die Free-Way-Serie auch für Anwendungen außerhalb des HVAC/R-Bereichs eingesetzt werden.

Hochflexibler Reglerknirps Free Smart

Denios entschied sich, den programmierbaren Regler Free Smart für das Interims-Gefahrstofflager in der Hochschule einzusetzen, da er alle geforderten Funktionen auf einfache Weise erfüllen kann: Mit seinen sehr kompakten Abmessungen (32 × 74 mm) passt er in jeden Schaltschrank und verfügt dennoch über 22 Ein- und Ausgänge. Damit ist gesichert, dass alle notwendigen Funktionen der Klima- und Heizanlagen optimal genutzt und effizient gesteuert werden können.

Der Free-Smart-Regler überträgt zudem die Temperatur auf das an der Schaltschranktür montierte Bedien-Terminal Abb. 3. Dort lässt sich der jeweilige Containerstatus auf einen Blick ablesen, ebenso wie die Innen- und Außentemperaturen sowie zahlreiche andere Parameter. Dazu gehören die Solltemperaturen Heizen und Kühlen, Temperaturalarme bei minimaler sowie maximaler Temperatur, die Hysterese für Heizen und Kühlen sowie die Abtauintervalle bei Heiz- und Kühlbetrieb. Die Installation ist einfach, die Bedienung ist intuitiv und die Steuerungsaufgaben sind jederzeit anpassbar. Bei Bedarf kann der Free-Smart-Controller mit Erweiterungsmodulen ausgestattet werden.

Datenaufzeichnung und Online-Abruf

In der Containeranlage kam noch eine weitere, sehr wichtige Komponente des Free-Way-Systems zum Einsatz: Der größere und leistungsstärkere High-End-Regler Free Evolution Abb. 4. Er kommuniziert über die Modbus-Verbindung mit den Free-Smart-Reglern und übernimmt die lückenlose Datenaufzeichnung in Echtzeit. Über Ethernet besteht eine sichere Verbindung zum Internet, über das sich die aufgezeichneten Daten online abrufen lassen.

Zusätzlich macht ein gebrauchsfertiges Plug-and-play-System die einfache Erweiterung mit Zubehör möglich, das auch von anderen Herstellern stammen und einfach integriert werden kann. Die RS-485-Schnittstelle und CANopen sind bereits im Regler eingebaut, die RS-485-Schnittstelle kann als Modbus-Slave oder -Master genutzt werden. Eine hohe Flexibilität erreicht Free Evolution mit 27 Ein- und Ausgängen, die mit Erweiterungsmodulen vervielfacht werden können. Free Evolution besitzt fünf frei programmierbare Tasten, denen bestimmte Funktionen zugeordnet werden können.

Die Programmierung der gesamten Anlagensteuerung erfolgte über die frei verfügbare Software Free Studio. Hier kann zwischen fünf Standard-Programmiersprachen gewählt werden: den strukturierten Text (ST), den Kontaktplan (KOP), die Funktionsbaustein-Sprache (FBS), die Anweisungsliste (AWL) sowie die Ablaufsprache (AS). Die intuitive Bedienung der Programmierungssoftware besitzt zudem vorgefertigte, offene Funktionsblöcke wie die Timer-Funktion, eine Hysterese-Funktion, die PID-Regelung oder die Pulsweitenmodulation und spart damit Zeit bei der Programmentwicklung Abb. 5. Besonders wichtig bei der Gefahrgutlagerung ist eine Modbus-Anbindung, die eine Fernabfrage per Smartphone und Internet zu jeder Tages- und Nachtzeit möglich macht.

Sicher und nachhaltig

Die Universität erhielt mit extrem kurzer Vorlaufzeit ein zentrales Gefahrstoff- und Chemikalienlager. Es entspricht ausnahmslos allen aktuellen Anforderungen des Auftraggebers hinsichtlich Lagerung und Handling. Außerdem können die einzelnen Komponenten aufgrund ihrer Mobilität nach Abschluss der dreijährigen Umbauarbeiten auf dem Universitätsgelände weiterhin flexibel eingesetzt werden.

ist für den Technischen Support – Programmierbare Regler bei Eliwell Deutschland, Nürnberg, tätig. http://www.eliwell.de