Prozessvisualisierung mit Web-Standards

Kompakt informieren

• Im ERKA-Bad wurde die Gebäudeautomation für die Gewerke Badewasser, Heizung, Lüftung und Sanitär auf der Basis von S7-Steuerungen zusammengeführt.
• Die Prozessvisualisierung, Bedienung, Überwachung und der Fernzugriff erfolgen webbasiert mit der Software WEBfactory 2010. Mit vektorbasierten Grafiken kann die Visualisierung verlustfrei an die Bildschirmgröße angepasst werden, die Anzeige erfolgt über einen normalen Browser.
• Über ein integriertes Reporttool lassen sich individuelle Berichte über alle Prozessdaten erstellen und manuell ermittelte Messwerte in ein elektronisches Betriebstagebuch integrieren.

Um für die Zukunft gerüstet zu sein, hat die rheinländische Stadt Erkelenz rund 9,5 Mio. Euro in den Neubau des ERKA-Bads investiert. Es entstand ein modernes Sport- und Freizeit- bzw. Familienbad Abb. 1, das im März 2012 nach gut einjähriger Bauzeit für den Badebetrieb eröffnet wurde. Mit sechs 25-Meter-Bahnen, einem Lehrschwimmbecken sowie einem Sprungturm mit Ein- und Drei-Meter-Brett wird es allen schul- und vereinssportlichen Anforderungen gerecht.

Strömungsbecken, Babybereich, Massage­düsen und eine rund 22 m lange Röhrenrutsche sorgen für den heute notwendigen Spaß- und Wellnessfaktor. Eine Gebäude­nutzfläche von knapp 3100 m² und mehr als 1000 m² Wasserfläche verlangen der einge­setzten Technik jedoch einiges ab. Schließlich muss die Anlage sicher, hygienisch einwandfrei und dabei wirtschaftlich laufen, zu Stoßzeiten ebenso wie bei eher geringen ­Besucherzahlen.

Gebäudeautomation erhöht die Effizienz

Bei der Ausschreibung der Mess-, Steuer- und Regeltechnik machte Tesla Automation (siehe Info-Kasten) das Rennen. Die Wertheimer Spezialisten haben schon zahlreiche Badewassertechnikprojekte erfolgreich umgesetzt. In ERKA-Bad realisierte Tesla eine moderne Gebäudeautomation Abb. 2. Sie basiert auf zwei Siemens S7-Steuerungen und verbindet die Gewerke Badewasser, Heizung, Lüftung und Sanitär. Der so entstandene Automatisierungsverbund sorgt für einen energie- und wassereffizienten, wirtschaftlichen und sicheren Betrieb des Sport- und Freizeitbades.

Die hohe Komplexität der Anlage mit rund 700 Feldgeräten vom Temperaturfühler und Feuchtesensor bis hin zu Pumpen, Ventilen und Energie- oder Wasserzählern steckte den Rahmen im Pflichtenheft der Prozessvisualisierung. Sie sollte nicht nur den funktionellen Anforderungen der unterschiedlichen Gewerke gerecht werden, sondern gleichzeitig auch komfortabel, übersichtlich und einfach zu handhaben sein. Außerdem stellte die Gemeinde hohe Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit, die Parametriermöglichkeiten sowie an die Erfassung und Verwaltung der Betriebsdaten.

Webbasiert visualisieren und bedienen

Tesla Automation setzte auf die Prozessvisua­lisierungssoftware WEBfactory 2010. Die auf ­allen Microsoft-Plattformen durchgängig einsetzbare Scada/HMI-Software-Suite von WEBfactory (siehe Info-Kasten) zur web­basierten Visualisierung, Steuerung und Überwachung von Maschinen und Anlagen lässt sich durch ihre modulare Struktur und den durchgängigen Einsatz von Standard­komponenten sehr einfach für unterschiedlichste Projekte konfigurieren. Frank Weiß Abb. 3, Geschäftsführer bei Tesla Automation: „Mit WEBfactory arbeiten wir schon seit Längerem erfolgreich zusammen und auch im Sport- und Freizeitbad Erkelenz konnte die Prozessvisualisierungs- und Bedienungssoftware ihre Leistungs- und Anpassungsfähigkeit erneut ­beweisen.“

Das „Herz“ eines jeden Schwimmbads ist die Wasseraufbereitungsanlage. Damit jederzeit höchste Hygienestandards energie- und wassersparend erfüllt werden können, muss das Schwimmbadpersonal stets über alle Daten der Wasseraufbereitungsanlage in Echtzeit informiert sein. Hier spielt die Visualisierungssoftware eine ihrer Stärken aus.

Über Bedienstellen im Technikraum, bei der Schwimmbadaufsicht und im Verwaltungsbereich des Schwimmbads kann der komplette Betrieb intuitiv überwacht und gesteuert werden Abb. 4. So können sich alle Berechtigten jederzeit über den Zustand der Anlage informieren. Sie haben immer alle relevanten Informationen und können bei Bedarf ins Geschehen eingreifen. Außerdem ist jederzeit ein Fernzugriff über das Internet möglich. Weiß: „Für den Service klinken wir uns über eine VPN-Verbindung in die Anlage ein und auch das Bauaufsichts- und Hochbauamt im Rathaus kann für seine Überwachungs- und Optimierungsaufgaben den Fernzugriff nutzen.“

Ein normaler Browser genügt

Durch vollständig vektorbasierte Grafiken auf Basis von Microsoft Silverlight, lässt sich die Visualisierung verlustfrei an jede Bildschirmgröße anpassen. Die Verwendung solcher offener Standards in Kombination mit verbreiteten Programmiersprachen in der Entwicklungsumgebung leistet einen großen Beitrag, um das Engineering so effizient wie möglich zu gestalten. Für zusätzliche Bildschirmplätze sind außerdem keine weiteren Lizenzen erforderlich, es muss keine Software angeschafft und auf dem aktuellen Stand gehalten werden, ein normaler Browser genügt.

Die Transparenz, die durch die Visualisierung aller Messpunkte entsteht, macht Einsparpotenziale sichtbar und hilft, langfristig die Energiekosten zu reduzieren: Bei wenig Besuch kann beispielsweise die Wasseraufbereitung in Teillast laufen und so Energie sparen, bei vielen Besuchern wird die Umwälzung hochgefahren, sodass auch dann die optimale Hygiene gewährleistet ist. Auch die Wasser- und Lufttemperatur lässt sich vollautomatisch regeln. Mithilfe der Visualisierung sind Soll- und Ist-Werte im Browser durch die übersichtliche Darstellung sehr einfach zu vergleichen und können gegebenenfalls angeglichen werden. Auf Abweichungen oder Fehler können die Mitarbeiter dann schnell und kompetent reagieren, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen, die gerade verantwortliche Person wird per E-Mail oder SMS informiert.

Reporting und native Schnittstellen

Da es im Schwimmbad nicht nur um Spiel und Spaß, sondern auch immer um die Sicherheit und Gesundheit von Menschen geht, müssen nach DIN 19643¹⁾ alle Betriebsdaten erfasst und protokolliert werden. Weiß: „Hier leistet der ­ReportDesigner der WEBfactory 2010 gute Dienste. Mit seiner Hilfe lassen sich sehr einfach und praxisgerecht individuelle Berichte für die detaillierte Auswertung aller Prozessdaten erstellen.“ In Schwimmbädern müssen dabei nicht nur automatisch ermittelte Messwerte protokolliert, sondern zusätzlich auch manuelle Eingaben berücksichtigt werden. Seine mehrmals täglich gemessenen Chlor-, pH- und Redoxwerte kann der Schwimmmeister komfortabel über eine Maske eingeben; dann werden sie ebenfalls im elektronischen Betriebstagebuch abgelegt Abb. 5.

„Auch bei der Anbindung der Schwimmbadlüftung in den Automatisierungsverbund erwies sich die Scada-Software als sehr praktisch“, berichtet Weiß. „BACnet-Devices lassen sich dank der in WEBfactory integrierten ­nativen Schnittstelle ohne zusätzliche Treiber in die Welt der Siemens-Steuerungen einbinden. Die Kommunikation zwischen WEBfactory und den beiden SPSen läuft über die leistungsstarke OPC-Schnittstelle der Visualisierungssoftware. Alles in allem hat der Einsatz von WEBfactory 2010 dieses Projekt erheblich erleichtert. Ich bin deshalb sicher, dass wir auch in Zukunft erfolgreich mit WEBfactory zu­sammenarbeiten werden.“ •

https://erka-bad.de/

1) DIN 19643-1 Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser – Teil 1: Allgemeine Anforderungen. Berlin: Beuth Verlag. Entwurf Mai 2011, Weißdruck November 2012; Ersatz für Ausgabe April 1997

Weitere Fachartikel zum ­Thema Gebäudeautomation können über das zugehörige TGAdossier aufgerufen werden: Webcode 740

TGA-Planer: Komplexe TGA-Anlagen lassen sich in der Praxis nur mit einer möglichst durchgängigen Gebäudeautomation energieeffizient betreiben. Eine große Bedeutung haben dabei auch die Prozessvisualisierung und die Aufbereitung und Auswertung der Prozessdaten zur kontinuierlichen Optimierung.

Anlagenbauer: In Schwimmbädern haben die Badewassertechnik und die HLK-Technik zahlreiche Verknüpfungspunkte, eine gemeinsame Gebäudeautomation ist darum anzuraten. Dies minimiert auch die Kosten für Änderungen / Erweiterungen und vereinfacht die Inbetriebnahme, Fehlersuche und Wartung.

Betreiber: Die Verwendung weitverbreiteter Web-Standards zur Automatisierung und Prozess­visualisierung bietet eine hohe Zukunftssicherheit und gleichzeitig maximale Flexibilität: Über einen handelsüblichen PC mit Internetverbindung kann die Anlage aus der Ferne überwacht, bedient und gewartet werden. Die Kosten für Serviceeinsätze lassen sich so verringern.

WEBfactory, Buchen, ist Anbieter von Standardsoftware für die Überwachung und Steuerung von Maschinen und Industrieanlagen. Daneben werden aber auch vertikale Branchenlösungen z.B. für die regenerative Energiegewinnung, Gebäudeautomatisierung und die Wasserwirtschaft angeboten. Aufgrund der frühen Fokussierung auf internetgestützte Technologien, zählt WEBfactory heute zu den technologisch führenden Unternehmen in diesem Marktsegment und ist eines der wenigen Unternehmen am Markt, das eine vollständig webbasierte Scada/HMI-Software (Scada: Supervisory Control and Data Acquisition; HMI: Human Machine Interface) anbieten kann. WEBfactory ist zertifizierter Microsoft Gold Partner und IBM Optimized Business Partner. Zum Kundenkreis zählen u.a. Coppenrath & Wiese, MAN Diesel & Turbo, Beumer, Linde, RWE, EnBW, Imtech, VW, ThyssenKrupp und DHL.

http://www.webfactory-world.de

Die Tesla Automation GmbH, Wertheim, wurde im Januar 2009 gegründet und seitdem ein Mitarbeiterstamm mit zwölf Elektronikern, Technikern und Ingenieuren aufgebaut. Das Unternehmen ist spezialisiert auf Planung, Bau, Programmierung, Inbetriebnahme und Fernwartung von Automatisierungssystemen für Badewasseraufbereitungsanlagen in öffentlichen Bädern. Neben diesem Hauptgeschäftsfeld werden auch Steuerungen und Leitsysteme für Gebäudeautomation, Heizungs-, Lüftungs- und Sanitäranlagen in mittleren und großen Gebäuden realisiert. Die Automatisierungssysteme werden zudem in der Industrie und im Anlagenbau eingesetzt. Über 75 realisierte Anlagensteuerungen werden per Online-Fernwartung betreut. Seit November 2011 ist Tesla Automation WEBfactory Premium WEBXpert. https://autech-tesla.de/

Redaktionsbüro Stutensee, http://www.rbsonline.de

Bernhard Böhrer ist Geschäftsführer der WEBfactory GmbH, Buchen, info@webfactory-world.de, http://www.webfactory-world.de