Bionade nutzt CANopen-Komponenten für die schaltschranklose Automatisierung einer Kläranlage

Keine mühsame Verkabelung

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Zur Zeit errichtet die Bionade GmbH am Stammsitz in Ostheim eine neue, werkseigene Kläranlage. In dieser werden die neuen Speedway-Komponenten von Wago zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um einen CANopen-Koppler sowie jeweils drei digitale Ein- und Ausgangsmodule. Sämtliche Komponenten wurden im Vorfeld von den Automatisierungsfach- leuten des Kultgetränkeherstellers getestet – und zwar mit großem Erfolg.

Dipl.-Phys. Martin Witzsch

Der Erfolg von Bionade zieht Investitionen nach sich. Erst im vergangenen Jahr wurde die Abfüllanlage erneuert; dort sind das Wago-I/O-System und IP67-geschützte Passivverteiler im Einsatz. Nun wird die werkseigene Kläranlage ersetzt und erweitert. Im Gegensatz zu normalen Klärwerken werden hier keine Fäkalien, sondern ausschließlich Brauereiabwasser vorgeklärt, d. h. Abwässer aus der Produktion und der Flaschenreinigung. Die Kosten für die direkte Einleitung wären so hoch, dass sich die Investition bereits nach drei Jahren amortisiert. Das vorgereinigte, nur noch schwach belastete Abwasser kann prob-lemlos in die Kanalisation eingeleitet werden, die von den Klärwerken in Mellrichstadt betreut wird.
Die Anlage besteht aus einer Pumpstation und vier Becken: einem Zulaufpuffer, zwei Reaktoren mit je 900 m³ Fassungsvermögen und einem Schlammspeicher. Bereits im Zulaufpuffer werden Sauerstoffgehalt, pH-Wert und Temperatur bestimmt und das Abwasser entsprechend belüftet. Die Belüftung erfolgt über Drehkolbengebläse, die bei relativ niedrigem Druck sehr große Luftvolumina fördern. Vom Zulaufpuffer werden die beiden Reaktoren zeitversetzt beschickt. Dort wird weiter belüftet, biologische Kulturen zugegeben und der Klärschlamm erhält Gelegenheit, sich abzusetzen. Der angereicherte Schlamm wird schließlich in den Schlammspeicher gepumpt. Die in einem separaten Gebäude untergebrachte Anlage wird weitgehend automatisiert. Im Endausbau ist eine Fernüberwachung von mehreren Stationen aus vorgesehen, denn ein Ausfall ist nicht akzeptabel. Jede Störung muss zuverlässig erfasst und gemeldet werden.
Anlage im Bau, Steuerung läuft
Die Situation in Ostheim ist nahezu einmalig: Die Steuerung läuft bereits, obwohl noch Rohrleitungen verlegt werden, ja selbst das Gebäude von außen noch wie ein Rohbau wirkt. Die Verantwortlichen, der Chef der Bionade-E-Werkstatt, Matthias Hansmann, der Automatisierungsspezialist Martin Hußlein von der Husslein Controls & Automation Ltd. & Co. KG in Eltmann und der Programmierer Matthias Falk von Bionade hatten sich nach Rücksprache mit der Betriebsleitung bereit erklärt, in dem Objekt die CANopen-Linie von Speedway zu testen. Deshalb sind die Pumpen, Ventile, Schieber usw. bereits jetzt verkabelt, getestet und einsatzbereit, Wochen bevor die Anlage den Betrieb aufnimmt.
Die gesamte Feldebene wird über Wago-Komponenten erfasst. Analogwerte über das klassische Wago-I/O-System, IFM-Niveausonden laufen über Wago Jumpflex Speisetrenner 857-420. Bei den digitalen Ein- und Ausgängen, Endlagenüberwachung der pneumatischen Ventile, pneumatische Antriebe usw. absolviert Speedway seine erste Bewährungsprobe bei Bionade. Matthias Hansmann blickt zurück: „Ich hatte die Pläne für die Anbindung über das 750er-System bereits gezeichnet. Dann signalisierte Wago im September auf der Motek Lieferfähigkeit für die CANopen-Komponenten, unser Betriebsleiter genehmigte die Änderung und eine Woche später hatten wir die Komponenten im Haus, zum Teil direkt vom Tisch des Produktmanagers. Speedway hat uns schon lange interessiert, deswegen waren wir gerne zu dem Test bereit.“ In der Kläranlage sind ein CANopen-Koppler sowie jeweils drei digitale Eingangs- und Ausgangsmodule verbaut. Matthias Hansmann: „Wir haben die Gelegenheit zum Testen mit Vollgas wahrgenommen. Zum Beispiel haben wir grundsätzlich 20 m lange Leitungen zwischen den Modulen verlegt. Wir wollten wissen, ob Speedway das mitmacht; und es hat problemlos geklappt.“ Überhaupt verlief die gesamte Ins-tallation und Inbetriebnahme bemerkenswert unspektakulär. Speedway macht es dem Anwender einfach. Das beginnt schon bei der Verpackung, auf die gleich eine Bohrschablone aufgedruckt ist. Da Speedway keinen Schaltschrank benötigt, entfällt auch die mühsame Kabelführung durch Tüllen. Nur zwei Kabel für den internen Bus und die 24-V-Spannungsversorgung verbinden die Module untereinander. Verdrahtungsfehler bei der Modulverkabelung und dem Auflegen der Sensoren und Aktoren sind durch die vorkonfektionierten Verbinder praktisch ausgeschlossen. Codierte Stecker (AB-Codierung) für Bus, Ein- und Ausgänge sowie die interne Bus- und Spannungsversorgung verringern ebenfalls das Risiko von Installationsfehlern. Ein weiteres Plus sind die benutzerfreundlichen Kennzeichnungsmöglichkeiten. Selbst im vollbelegten Zustand sind die Beschriftungen noch gut ablesbar. Das vereinfacht Installation und Service.
Inbetriebnahme leicht gemacht
Bei der Programmierung wurde die Bionade-Mannschaft von dem Automatisierungsspezialist Martin Hußlein unterstützt. Auch er bestätigt das positive Resultat: „Die Unterstützung durch den technischen Support von Wago war tadellos wie immer. Dabei wird mit dem neuen System vieles leichter. So ist zum Beispiel die Baudrate über Dip-Schalter einstellbar. Das kann direkt beim Auspacken erfolgen, ohne dass der Koppler oder Controller mit einem Rechner verbunden werden muss.“ Eine Neuerung in der Programmierung hebt Martin Hußlein besonders hervor: „Die neuen EDS-Dateien von Wago zur Konfiguration in der CoDeSys-Programmierumgebung stellen eine deutliche Erleichterung dar. Die Module müssen nur noch aus einem Katalog, den die EDS-Datei bereitstellt, ausgewählt werden. Das Mapping passiert dann mit Default-Werten ganz automatisch. Sachen wie Bit-Zählen oder Handbuchnachschlagen, wie bisher bei CANopen-Projekten unter CoDeSys, sind Vergangenheit. Das funktioniert jetzt genauso, wie es ein SPS-Anwender von der Profibus-Konfiguration her kennt oder so wie von der S7.“
Matthias Falk, Programmierer bei Bionade, ergänzt: „Der Verdrahtungsaufwand ist deutlich geringer und dank der codierten Stecker äußerst sicher. Neben dem durchdachten Konzept sind es auch die vielen Details, die die Arbeit mit Speedway so angenehm machen, beispielsweise der Abschlusswiderstand für die Busleitung. Dafür gibt es von Wago vorkonfektionierte Blindstecker mit einem eingelöteten Widerstand. Das geht schneller und zuverlässiger als mit selbstgebauten Sonderlösungen.“ Matthias Hansmann resümiert: „Wir bereuen den Mehraufwand für den Test nicht. Die meiste Arbeit hat die Dokumentation gemacht. In unserem E-CAD gibt es noch keine Symbole für die Speedway. Das musste ich alles selber zeichnen. Die Inbetriebnahme war dagegen einfach.“
Halle 10.2, Stand B43
Online-Info www.dei.de/0509438
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