LösenAnheftenSchließen

Intelligente Automatisierung von Wasser- und Abwasserbehandlung

Der verantwortungsvolle Umgang mit der knapper werdenden Ressource Wasser wirft viele Fragen auf. Wie sorgt man im Spannungsfeld sicherer Trinkwasserversorgung und umweltfreundlicher Abwasserentsorgung für einen zuverlässigen Anlagenbetrieb? Lassen sich technische Aufrüstung für die Zukunft mit dem Schutz bestehender Investitionen vereinbaren? Antworten gibt das Baukastensystem der PC-basierten Automatisierung, mit dem Anlagenbetreiber in Wasserversorgung und Abwasserentsorgung komplette Steuerungslösungen planen oder neue Funktionen einfach nachrüsten können. Ziel kann die Integration neuer Sensoren und Aktoren sein, aber auch die Optimierung des Anlagenbetriebs durch mehr Digitalisierung – PC-based Control bietet breite Unterstützung. Eine zunehmende Vernetzung vereinfacht zudem die Reaktion der Versorger und Verbände auf extreme Wetterlagen wie z. B. Dürreperioden, Starkregen oder Hochwasser.

PC-based Control für die Wasseraufbereitung:

  • offene Steuerungstechnik für die Anpassung an alle Anlagen
  • einfache Anbindung von Feldgeräten sowie übergeordneten Systemen
  • passgenaue Retrofits für bestehende Anlagen
  • zentrale und dezentrale Steuerungskonzepte für verteilte Anlagen
  • sichere Kommunikation von der Feldebene bis in die Cloud

Unsere Technologien für die Wasser- und Abwasserbehandlung

PC-based Control integriert alle Steuerungsfunktionen für die Wasser- und Abwasserbehandlung auf einer Plattform.
PC-based Control integriert alle Steuerungsfunktionen für die Wasser- und Abwasserbehandlung auf einer Plattform.

Universelle Plattform für die Anlagensteuerung

Durch die konsequente Bündelung der Steuerungsintelligenz in Software und die Nutzung etablierter Standards der IT und Automatisierungstechnik vereint PC-based Control alle Funktionen in einem System. Mit Soft- und Hardwareschnittstellen unterstützt die EtherCAT- und PC-basierte Steuerungstechnik alle gängigen Standards der Kommunikation von der Feldebene bis zur übergeordneten Prozessebene. Dazu zählen PROFINET, PROFIBUS, EtherNet/IP, OPC UA, die Fernwirkprotokolle der IEC-60870-5-10x und Protokolle der Cloud-Kommunikation wie MQTT oder AMQP.

Highlights von PC-based Control:

  • integriert SPS, Visualisierung, Sicherheits-/Messtechnik und Explosionsschutz
  • vereint Standards der IT und der Automatisierung in der PC-Plattform
  • unterstützt neben Automatisierungssoftware auch andere Programme
  • schützt Investitionen durch langzeitverfügbare Hard- und Softwarekomponenten
  • erhöht die Verfügbarkeit durch Kabel- und Steuerungsredundanz

EtherCAT vereinfacht die Datenerfassung in verteilten Arealen, indem mit zwei EtherCAT-Kopplern über Entfernungen bis zu 300 m kommuniziert werden kann. Für größere Distanzen stehen Lichtwellenleiter-Lösungen mit bis zu 100 km Übertragungslänge zur Verfügung.
EtherCAT vereinfacht die Datenerfassung in verteilten Arealen, indem mit zwei EtherCAT-Kopplern über Entfernungen bis zu 300 m kommuniziert werden kann. Für größere Distanzen stehen Lichtwellenleiter-Lösungen mit bis zu 100 km Übertragungslänge zur Verfügung.

Konnektivität auf der Feldebene und darüber hinaus

Die EtherCAT-Technologie wurde durch Beckhoff im Jahre 2003 auf den Markt gebracht und als offener Standard der Automatisierungstechnik zur Verfügung gestellt. Mit herausragender Leistung, flexibler Topologiewahl, umfangreicher Diagnose und einfacher Konfiguration eignet sich EtherCAT optimal für den Einsatz in der Wasserwirtschaft. Als Ethernet-basiertes Echtzeitkommunikationssystem unterstützt EtherCAT die performante Feldbuskommunikation mit Teilnehmern in der Anlage und den Außenstationen sowie die Datenübertragung über das Internet.

EtherCAT-Highlights für die Wasserwirtschaft:

  • große Auswahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktoren im Markt
  • schlanke Anlagenverkabelung durch Remote-I/O
  • keine Leistungseinbußen in ausgedehnten Anlagen
  • einfache Inbetriebnahme durch Scannen der Teilnehmer
  • schnelle Fehlerbeseitigung durch Diagnosefunktionen

Mit der durchgängigen Engineering- und Steuerungsplattform TwinCAT werden alle Funktionalitäten in Software ausgeführt.
Mit der durchgängigen Engineering- und Steuerungsplattform TwinCAT werden alle Funktionalitäten in Software ausgeführt.

Softwarebausteine für alle Steuerungsanforderungen

Die Automatisierungssoftware TwinCAT 3 integriert sämtliche Engineering- und Runtime-Prozesse und bietet eine durchgängige Entwicklungsumgebung zur Realisierung aller Steuerungsaufgaben. Die Programmierung erfolgt in der für den Anwender am besten geeigneten Programmiermethode: IEC 61131-3, Hochsprachen wie C/C++ oder MATLAB®/Simulink®. Microsoft Visual Studio® als Programmier-Workbench erleichtert die Versionsverwaltung und das Arbeiten im Team.

Effizientes Engineering für die Wasserwirtschaft:

  • einfache Programmierung durch vorgefertigte Softwarebausteine
  • Erfassung, Vorverarbeitung und Analyse von Messdaten mit TwinCAT Analytics
  • Bibliotheken für proaktives Power Monitoring und Condition MonitoringRegler-Design und Simulation mit MATLAB®/Simulink®
  • sichere Übertragung von Prozessdaten mit TwinCAT IoT Communicator
  • Unterstützung branchenspezifischer Standards und Protokolle (wie z. B. HART)

Unsere Produkt-Highlights für die Wasser- und Abwasserbehandlung:

EtherCAT-Klemmen für Messtechnikaufgaben, funktionale Sicherheit oder Explosionsschutz können frei mit konventionellen Signalarten kombiniert und in eine ganzheitliche Steuerungslösung integriert werden.
EtherCAT-Klemmen für Messtechnikaufgaben, funktionale Sicherheit oder Explosionsschutz können frei mit konventionellen Signalarten kombiniert und in eine ganzheitliche Steuerungslösung integriert werden.

EtherCAT-Klemmen integrieren alle Steuerungsfunktionen

Mit Unterstützung für über 400 Signalarten ermöglicht das Beckhoff I/O-Portfolio die nahtlose Integration aller gängigen Sensoren und Aktoren in die Steuerungsplattform. Alle gängigen Bussysteme und Kommunikationsstandards wie z. B. EtherCAT, EtherNet/IP, Ethernet TCP/IP, Modbus TCP, RTU, PROFIBUS, PROFINET und RS232/RS422 oder RS485 werden unterstützt.

Das I/O-System für alle Fälle:

  • IP20-geschützte EtherCAT-Klemmen für die Schaltschrankinstallation
  • IP67-geschützte EtherCAT-Box-Module für die Installation in der Anlage
  • bedarfsgerechte Auslegung mit 1 bis 16 Kanälen pro Klemme
  • Erfassung von Prozessparametern wie Füllstände, Temperaturen, Volumenstrom, ph-Wert, Sauerstoff- oder Stickstoffgehalt
  • Messtechnik, funktionale Sicherheit und Explosionsschutz systemintegriert
  • Energie- und Leistungsmessung für die Netzwerküberwachung

Für den direkten Anschluss eigensicherer Feldgeräte bis aus Zone 0/20 stehen IP20-geschützte-EtherCAT-Klemmen sowie IP67-geschützte EtherCAT-Box-Module zur Verfügung.
Für den direkten Anschluss eigensicherer Feldgeräte bis aus Zone 0/20 stehen IP20-geschützte-EtherCAT-Klemmen sowie IP67-geschützte EtherCAT-Box-Module zur Verfügung.

I/O-Module für die eigensichere Signalerfassung

Die ELX-Klemmen sind hochkompakte Remote-I/O-Module mit integrierten Trennbarrieren für den direkten Anschluss eigensicherer Feldgeräte aus Zone 0/20 und 1/21. Das Ergebnis: Der Verzicht auf zwischengeschaltete, externe Barrieren führt zu einer deutlichen Reduktion des Platzbedarfs im Schaltschrank und den damit verbundenen Kostenvorteilen.

Die EtherCAT-Box-Module der EPX-Serie kombinieren Eigensicherheit mit Schutzart IP67 und einem erweiterten Temperaturbereich von -25…+60 °C. Die Module im robusten Gehäuse ermöglichen die zuverlässige Datenerfassung in Bereichen, in denen kein Schaltschrank installiert werden kann oder soll. Damit eignen sie sich zur Realisierung modularer und schaltschrankloser Anlagenkonzepte in explosionsgeschützten und rauen Umgebungen.

Hochkompakte I/O-Module mit integrierter Barriere:

  • für die ganzheitliche Steuerung von der Zone 0 bis in die Cloud
  • Kostenvorteile durch den Wegfall separater Sicherheitsbarrieren
  • Installation inner- und außerhalb des Schaltschranks möglich
  • kompakte Bauform, große Signalvielfalt, gewohnt hohe Auflösung
  • Zertifizierung gemäß ATEX, IECEx und NEC/CEC

Die Embedded-Controller der CX-Serie sind ideal für die lokale Steuerung von Anlagenteilen. Die Auswahl des geeigneten Embedded-PCs mit Erweiterungsmodulen und Schnittstellen sowie anreihbaren I/Os ermöglicht die Kommunikation zu überlagerten Systemen.
Die Embedded-Controller der CX-Serie sind ideal für die lokale Steuerung von Anlagenteilen. Die Auswahl des geeigneten Embedded-PCs mit Erweiterungsmodulen und Schnittstellen sowie anreihbaren I/Os ermöglicht die Kommunikation zu überlagerten Systemen.

Kompakte Steuerungen für Außenstationen

Mit ihrem breiten Leistungsspektrum decken die hutschienenmontierbaren Embedded-PCs alle Steuerungsaufgaben vom kleinen bis zum obersten Segment ab. Mit einem integrierten Interface ermöglichen die platz- und kostensparenden Controller den direkten Anschluss von I/O-Klemmen ohne den Einsatz von Buskopplern. Je nach Bedarf können Embedded-Controller für die dezentrale Steuerung mit leistungsstärkeren Embedded-PCs, Industrie-PCs und vorhandenen Leitsystemen für die zentrale Anlagensteuerung kombiniert werden.

Skalierbare Embedded-PCs für jede Anwendung:

  • von der Kleinststeuerung bis zur performanten Mehrkernlösung
  • flexible Erweiterung durch Schnittstellenmodule
  • robustes Gerät mit hoher Schwingungs- und Schockfestigkeit
  • erweiterter Temperaturbereich von -25...+60 °C
  • Zertifizierung gemäß ATEX, IECEx und NEC/CEC

Die Ultra-Kompakt-Industrie-PCs der C60xx-Reihe eignen sich hervorragend als Edge Device für die Nachrüstung von IoT-Funktionen. Mit der Schutzart IP65 und flexibler Montage nutzt der C7015 dabei auch den kleinsten Bauraum direkt in der Anlage.
Die Ultra-Kompakt-Industrie-PCs der C60xx-Reihe eignen sich hervorragend als Edge Device für die Nachrüstung von IoT-Funktionen. Mit der Schutzart IP65 und flexibler Montage nutzt der C7015 dabei auch den kleinsten Bauraum direkt in der Anlage.

Ultra-Kompakt-Industrie-PCs als IoT-Gateway

Die skalierbare Reihe der Ultra-Kompakt-Industrie-PCs C60xx vereint höchste Leistungsdichte mit vielfältigen Optionen zur Schaltschrankinstallation auf kleinstem Bauraum. Die universellen Steuerungen eignen sich ideal als Edge Device für die einfache Nachrüstung in Bestandsanlagen. Im Zusammenspiel mit der Software TwinCAT ermöglichen sie das Sammeln, Aufbereiten und Bereitstellen der Daten von Pumpen, Ventilen und Sensoren sowie eine Vorverarbeitung der Daten vor der Übermittlung an die Cloud. Bringen Sie Transparenz in den Anlagenbetrieb, erkennen Sie Optimierungspotenziale und überwachen Sie Trends, um proaktiv handeln zu können.

Sichere Kommunikation vom Sensor in die Cloud:

  • leistungsstarke Steuerungsrechner mit geringem Platzbedarf
  • mit vorhandener Steuerungstechnik interoperabel
  • sichere, standardbasierte Cloud-Anbindung mit TwinCAT IoT
  • zyklussynchrone Analyse von Prozessdaten mit TwinCAT Analytics
  • vorausschauende Wartung durch integrierte Zustandsüberwachung

TwinCAT bietet Softwarebibliotheken für die Kommunikation mit verschiedenen Fernwirkprotokollen.
TwinCAT bietet Softwarebibliotheken für die Kommunikation mit verschiedenen Fernwirkprotokollen.

Standardprotokolle vereinfachen die Kommunikation

Für die Kommunikation gemäß der Fernwirkprotokolle IEC 60870-5-10x, IEC 61850 und IEC 61400-25 können einfach zusätzliche TwinCAT-Bibliotheken installiert werden. Die Kommunikation in diesen genormten Protokollen der Fernwirktechnik ermöglicht die Überwachung und Steuerung von verteilten Anlagen und unterstützt den sicheren Zugriff auf Betriebsdaten, Alarmfunktionen und Softwareupdates aus der Ferne.

Sie suchen Lösungen für spezielle Anwendungsfälle?

In der Leitwarte kann ein leistungsfähiger Industrie-PC in Verbindung mit einem Control Panel zur Visualisierung und Bedienung ein vorhandenes Leitsystem ergänzen oder ersetzen. Alle Teile der Anlage können über einen Klemmenstrang und einen Buskoppler an den Industrie-PC angeschlossen werden. Für die Kommunikation in der Feldebene bietet PC-based Control Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussystemen. Auch für die Kommunikation mit übergeordneten Systemen oder Cloud-Services ist die PC-basierte Steuerungstechnik gerüstet.
In der Leitwarte kann ein leistungsfähiger Industrie-PC in Verbindung mit einem Control Panel zur Visualisierung und Bedienung ein vorhandenes Leitsystem ergänzen oder ersetzen. Alle Teile der Anlage können über einen Klemmenstrang und einen Buskoppler an den Industrie-PC angeschlossen werden. Für die Kommunikation in der Feldebene bietet PC-based Control Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussystemen. Auch für die Kommunikation mit übergeordneten Systemen oder Cloud-Services ist die PC-basierte Steuerungstechnik gerüstet.
In den wassertechnischen Außenbauwerken wie Brunnen, Pumpstationen oder Regenüberlaufbecken werden Prozessdaten erfasst, verarbeitet, gespeichert und über ein Kommunikationsnetz zu einer Leitstation übertragen. Oft kommen hier, je nach Einsatzgebiet, Kleinsteuerungen oder hutschienenmontierbare Embedded-PCs zum Einsatz.
In den wassertechnischen Außenbauwerken wie Brunnen, Pumpstationen oder Regenüberlaufbecken werden Prozessdaten erfasst, verarbeitet, gespeichert und über ein Kommunikationsnetz zu einer Leitstation übertragen. Oft kommen hier, je nach Einsatzgebiet, Kleinsteuerungen oder hutschienenmontierbare Embedded-PCs zum Einsatz.