Intelligente Automatisierung von Wasser- und Abwasserbehandlung

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

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

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++, MATLAB^® und 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^® und Simulink^®
• sichere Übertragung von Prozessdaten mit TwinCAT IoT Communicator
• Unterstützung branchenspezifischer Standards und Protokolle (wie z. B. HART)

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

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

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

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

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.