Op deze pagina:

Referentie 26 april 2018
Waterbeheer: meetwaarden intelligent koppelen

NIVUS en WAGO zorgen met een gestandaardiseerde oplossing voor een eenvoudige netwerkverbinding

Correcte metingen – een belangrijke factor bij het optimaliseren van processen. Dat klinkt eenvoudig, is het in de praktijk echter meestal niet. Correct meten betekent: bepalen welke gegevens relevant zijn voor de procesanalyse, deze gegevens met geschikte wiskundige modellen analyseren en vervolgens in een doelgerichte context plaatsen. Als dat lukt, kunnen maatregelen worden vastgelegd die het potentieel hebben om de efficiëntie van een proces duurzaam te verhogen. In de afvalwatersector worden de gegevens voornamelijk in het rioolnetwerk of in de waterzuiveringsinstallaties zelf verzameld. Het bedrijf NIVUS GmbH uit het Zuid-Duitse Eppingen produceert meetsensoren die wereldwijd toonaangevend zijn op dit gebied. In samenwerking met WAGO heeft het bedrijf een oplossing ontwikkeld waarmee de gegevens van afgelegen stations eenvoudig in het netwerk geïntegreerd kunnen worden.

Waterzuiveringsinstallaties zijn gevoelige systemen die om gelijkblijvende leefomstandigheden voor micro-organismen vragen. Tegen deze achtergrond is een geharmoniseerde toevoer van afvalwater van cruciaal belang – in het bijzonder met betrekking tot vrachtvolume, concentratie en samenstelling. Een geharmoniseerde toevoer kan worden gerealiseerd door de debietmeting van het afvalwater in het rioolnetwerk te combineren met een waterbouwkundig systeem (bijvoorbeeld een smoorklepinrichting).

Als de afzonderlijke meetstations van de waterbouwkundige systemen in een netwerk met elkaar worden verbonden, zijn de verzamelde gegevens in realtime in de besturingscentrale van de waterzuiveringsinstallatie beschikbaar. Door een vergelijking van de gewenste en de werkelijke procesgegevens van de waterzuiveringsinstallatie kan met behuop van wiskundige berekeningen de optimale toevoer van afvalwater worden bepaald – en kan dus ook het systeem optimaal worden benut. Bij het berekenen van de benodigde maatregelen wordt ook rekening gehouden met de tijdelijke offset tussen de wijziging van de instelling en de gevolgen van deze wijzigingen. De processen worden dus al aangestuurd voordat de vracht de waterzuiveringsinstallatie of afzonderlijke bereiken van de installatie bereikt. Tegelijkertijd kan door de doelmatige regeling van smoorklepinrichtingen en andere waterbouwkundige systemen een belangrijke bijdrage aan het beheer van het oppervlaktewater worden geleverd. NIVUS spreekt hierbij graag van een geïntegreerd procesbeheersysteem en vormt zo de basis voor ontwikkelingen in de richting van Water 4.0.

Uw voordelen met WAGO:

  • Permanente bewaking van de installatie met de controller PFC200

  • Vroegtijdige herkenning van storingen en storingsbronnen

  • Doelgerichte registratie en evaluatie van proceswaarden met het WAGO I/O-SYSTEM 750/753

Optimaal geregelde processen

Ook opslagbuffers, bijvoorbeeld ondergrondse retentiebekkens in het rioleringsnet van een afvoergebied, moeten efficiënt geregeld kunnen worden. Bij hevige regenval vullen deze bekkens zich en geven het regenwater, als de regen weer afneemt, in een hoeveelheid af die optimaal is voor biologische processen. Hiervoor kunnen – op basis van een intelligent netwerk met installaties – de afvoerkleppen van de bekkens naar behoefte worden ingesteld. Voordeel: geharmoniseerde reinigingsprocessen die met een hoge energie-efficiëntie voor goede afvoerwaarden zorgen.

Gestandaardiseerde oplossing voor complexe toepassing

Bij een groot deel van de verschillende toepassingen in het water- en afvalwaterbeheer gaat het om terugkerende applicaties. Daarom hebben NIVUS en WAGO gemeenschappelijk een gestandaardiseerde techniek hiervoor ontwikkeld. Het WAGO I/O-SYSTEM van de serie 750 neemt hierbij met de controller PFC200 de rol over van een centrale en onderhoudsvrije IoT-gateway in de substations. Als NivuLink Control zorgt het systeem voor de verbinding tussen sensoren, actuatoren en besturingscentrale. NIVUS bundelt op deze wijze de automatisering van centrale procesinstallaties met de bewaking van decentrale procesbereiken. De voordelen hiervan liggen voor de hand: "Er is sprake van één centrale bediening tot op de onderste niveaus. De substations worden centraal bewaakt en aangestuurd. En de centrale visualisatie van delen van de installatie biedt een goed overzicht en maakt een efficiënte bewaking en besturing van de decentrale systemen mogelijk", aldus Martin Müller, hoofd marketing bij NIVUS. Het open karakter van het I/O-SYSTEM 750 biedt de mogelijkheid om de meest uiteenlopende analysewaarden, signaalvormen of gegevensformaten met de passende I/O-modules te verzamelen, in de controller te verwerken en als gebundeld gegevenspakket via TCP/IP aan het beheersysteem over te dragen.

process_referenz_nivus_klaeranlage_nivulink_control_2000x2000_2.jpg

Decentrale stations eenvoudig met elkaar verbinden

De decentraal in het netwerk geïntegreerde controllers sturen niet alleen de processen aan, maar tekenen tegelijkertijd verantwoordelijk voor de bewaking van de installatie. Hierdoor is het niet alleen mogelijk om met behulp van de PFC200 een pompstation vanaf het beheersysteem in het netwerk te integreren en aan te sturen, maar is ook een permanente bewaking van het systeem mogelijk. Op deze wijze kunnen mogelijke slijtage en verstoppingen op tijd herkend en verholpen worden. Het WAGO I/O-SYSTEM van de serie 750 biedt met meer dan 500 functionele modules een ideaal hardwareplatform voor de aansluiting van sensoren, meettechniek en aandrijvingen. Hierdoor kunnen de benodigde proceswaarden in de substations doelgericht geregistreerd en geanalyseerd worden.

Martin Müller noemt de PFC200 dan ook niet voor niets een "besturingscentrum dat de sensoren met de beheertechniek verbindt – en de sensoren en de beheertechniek zijn idealiter ook van ons." Dankzij deze systeemoplossing blijft het overzicht over de waterzuiveringsinstallaties te allen tijde behouden. Er is dus aanzienlijk minder personeel voor de bewaking en het onderhoud van het systeem nodig, terwijl de bedrijfszekerheid stijgt.

"Aan de hand van de proceswaarden die in de substations worden gemeten, kunnen we conclusies trekken over de toestand van het gehele systeem. De systeemoplossing met NICOS en de PFC200 of NivuLink Control is voor de exploitant belangrijk met het oog op Predictive Maintenance", benadrukt Kay Miller, Global Industry Manager Water bij WAGO. Het open karakter van het I/O-SYSTEM 750 biedt de mogelijkheid om de meest uiteenlopende analysewaarden, signaalvormen of gegevensformaten met de passende I/O-modules te verzamelen, in de controller te verwerken en als gebundeld gegevenspakket via TCP/IP aan het beheersysteem over te dragen.

Grenzeloze verbindingen

De diverse interfaces van het WAGO I/O-SYSTEM 750 bieden aanvullend de mogelijkheid om met aangrenzende machines en delen van de installatie te communiceren. Voor de besturing van actuatoren zijn analoge en digitale uitgangen evenals bustechnologieën beschikbaar. Het geheugen voor de meetwaarden in het apparaat kan eenvoudig worden uitgebreid met SD-kaarten. De verbinding met de bovengeschikte systemen kan zowel klassiek via kabels als mobiel met de 3G-variant van de PFC200 tot stand worden gebracht. "Met de doorontwikkeling van de controller PFC200 tot de NivuLink Control heeft NIVUS een oplossing gecreëerd die onafhankelijk van de beschikbaarheid van lokale netwerken of bepaalde SIM-kaarten gebruikt kan worden. Daardoor maakt het de keuze tussen servergebaseerde en cloudgebaseerde toepassingen mogelijk", licht Kay Miller toe. De op de PFC200 baserende NivuLink Control blinkt uit met een minimaal datavolume en beperkt de kosten voor de gegevensoverdracht hierdoor tot een minimum. Alarm- en triggerfuncties versnellen de processen in vooraf gedefinieerde scenario's. Voor de vereiste veiligheid tijdens de overdracht worden geïntegreerde veiligheidsdiensten zoals OVPN, IPsec of TLS gebruikt. Hiermee voldoet de NivuLink Control ook op het gebied van de cyber security bij KRITIS-toepassingen aan alle gestelde eisen.

Conclusie

Het probleem bij de gebiedsverdeling lossen fabrikanten van beheersystemen volgens NIVUS vaak op met heterogene systeemniveaus. "Deze voldoen echter niet aan de uitdagingen voor complexe procestechnische installaties – althans niet in één stap", aldus Martin Müller. In plaats hiervan worden eenvoudige "Remote Terminal Units" (RTU) met een lage automatiseringsgraad voor de stations gebruikt en worden afzonderlijk geprojecteerde subsystemen in een tweede stap in het bovengeschikte beheersysteem van het netwerk geïntegreerd, vertelt Müller. "Met NivuLink Control is één intelligente oplossing beschikbaar voor de integratie van sensorgebaseerde meetsystemen in een netwerk – uit één hand en in één stap", aldus Müller.

Auteurs:
Martin Müller, hoofd marketing bij NIVUS
Kay Miller, Global Industry Manager Water bij WAGO

WAGO I/O-SYSTEM 750:

  • Veldbusonafhankelijk en flexibel inzetbaar

  • Wereldwijd toegelaten en erkend

  • Meer dan 500 verschillende modules inclusief functionele veiligheid en Ex i

Over NIVUS

De NIVUS-groep is een toonaangevende ontwikkelaar, producent en leverancier van meettechniek en procesbeheersystemen voor het waterbeheer. Het bedrijf ontwikkelt sinds meer dan 50 jaar vulstand- en debietmeettechniek en houdt zich eveneens bezig met de ontwikkeling van toepassingsgerichte meetsystemen. De oplossingen worden gekenmerkt door de praktijkgerichtheid. Het bedrijf heeft zijn hoofdkantoor in het Zuid-Duitse Eppingen en is wereldwijd vertegenwoordigd met negen internationale vestigingen en meer dan 40 distributeurs.

Productoverzicht

WAGO in de praktijk

Andere referenties uit het bereik procesindustrie

Referentie

Geautomatiseerd bewakingsniveau

Voor een storingsvrij bedrijf van de Förmitz-stuwdam in Beieren meet het waterschap Hof tal van waterstanden. De veiligheid van de stuwdam wordt gegarandeerd door techniek van WAGO.

process_landschaft_windkraftanlagen_see_felder_2000x1500.jpg
Referentie

Alles goed geregeld in waterzuiveringsinstallaties

De op de behoefte afgestemde besturing bespaart stroom, verlaagt de stikstofconcentratie en verhoogt de bedrijfszekerheid. Het is allemaal mogelijk - met de techniek van WAGO.

process_referenz_ortner_explosionsschutz_klaeranlage_becken_filter_2000x1500.jpg