Frequenzumrichter ertüchtigen und sichern Wasserwerk

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„Wir projektieren Zukunft sicher“ ist das Credo der Promontan Elektroplan GmbH. Das in Werder an der Havel ansässige Unternehmen mit rund 50 Mitarbeitern konzentriert sich auf die elektrische Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Neben dem Engineering verfügt das Unternehmen über eine eigene Schaltschrankfertigung und führt Montagen sowie Inbetriebnahmen aus.

Die Ertüchtigung der MSR- und Antriebstechnik für die Pumpen im Wasserwerk Meinsdorf ist ein typisches Promontan Projekt. Der Wasser- und Abwasserzweckverband Hohenseefeld, Betreiber dieses Wasserwerks, wollte die Konstanthaltung des Drucks in den Versorgungsleitungen zu den Abnehmern verbessern. Ronald Glesmann, der Projektleiter bei Promontan, dazu: „Die bisher in diesem Wasserwerk im Einsatz befindlichen Frequenzumrichter waren in die Jahre gekommen. Neben altersbedingten Problemen mit den Frequenzumrichtern stand hier der Wunsch des Betreibers im Vordergrund, mit neuen Frequenzumrichtern ein möglichst konstantes Druckniveau den Wasserabnehmern zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte die Ausfallsicherheit erhöht werden.“

ACQ580

Glesmann hat hierfür die Investition in zwei ABB-Frequenzumrichter der neuesten Generation vorgeschlagen – die ACQ580-Frequenzumrichter für den Wasser- und Abwasserbereich. Glesmann zu den Hintergründen: „Diese modernen Frequenzumrichter können sämtliche Steuerungs- und Regelungsaufgaben für bis zu acht Pumpen übernehmen. So lassen sich beispielsweise Pumpenlaufzeiten definieren, sodass die eingesetzten Pumpen alle die gleich langen Betriebszeiten haben. Dies bietet große Vorteile für die Lebensdauer der Pumpen und die Wartungsintervalle der Anlage. Die einzelnen Betriebszeiten und weitere statistische Daten für die jeweiligen Pumpen werden im Frequenzumrichter protokolliert, und somit sind die Belastungsprofile der einzelnen Pumpen jederzeit für die Betriebsleiter verfügbar. Durch den Einsatz dieser autark regelnden Umrichter, die die Steuerungsaufgaben integriert übernehmen, ist die übergeordnete SPS entlastet. Diese SPS erhält jetzt nur noch Meldungen aus der Anlage, ob die Anlage läuft und wie hoch der aktuelle Druck in der Versorgungsleitung ist. Die Frequenzumrichter kommunizieren dabei  über einen internen Bus (2-Draht-Verbindung). Hierüber wird ebenfalls die sogenannte Master-Follower-Steuerung realisiert. Sollte es die Führungspumpe, der Master, nicht allein schaffen, den geforderten Druck zu halten, startet er selbsttätig und sanft die zweite Pumpe, den Follower. Sollte einer der Frequenzumrichter Probleme haben oder gar ausfallen bzw. eine Sicherung ist ausgelöst, übernimmt der andere automatisch dessen Aufgaben. Damit sind 100 Prozent Reserve und völlige Redundanz realisiert.“

Die Inbetriebnahme des Mehrpumpensystems (hier im Bild) kann einfach und schnell über die Bedientafel mit Hilfe des Assistenten für das Mehrpumpensystem erfolgen. Es ist einfach und intuitiv in Betrieb zu nehmen. Besonders zeitsparend ist die automatische Synchronisation der Einstellungen über den internen Bus, da die gemeinsamen Pumpensystemdaten nur einmal an einem Gerät eingegeben werden müssen.

Der Einsatz der ACQ580-Frequenzumrichter sichert seit Mitte 2017 nicht nur völlig schwankungsfrei das gewünschte Druckniveau in der Vorsorgungsleitung, sondern reduziert auch den Energieverbrauch dieser Pumpstation.

Energieeffiziente Prozesse und problemlose Motorregelung

Dieser robuste und kompakte Frequenzumrichter von ABB ist im Leistungsbereich von 0,75 bis 250 kW, 380 bis 480 V, verfügbar. Er bietet integrierte Funktionen für Pumpenapplikationen wie z. B.

  • geberlose Durchflussberechnung,
  • Mehrpumpenregelung,
  • Füllstandsregelung,
  • sanfte Rohrfüllung,
  • Trockenlaufschutz,
  • Mehrfach-Rampen für z. B. Trockenlaufschutz und Verringerung der Trübung bei Tauchpumpen,

Ein intuitiv bedienbares Handgerät ermöglicht die Aus-Auto-Steuerung vor Ort. Der eingebaute Energierechner zeigt an, wie viel Energie durch Verwendung des Frequenzumrichters eingespart wurde. Der Frequenzumrichter regelt nahezu jeden Motortyp einschließlich der IE4-Synchronreluktanz- und Permanentmagnetmotoren. Zahlreiche Feldbusprotokolle erleichtern die Konnektivität. Die Schutzarten IP21 und IP55 ermöglichen die Installation im Schaltschrank oder an der Wand.

Die Betreiber des Wasserwerks Meinsdorf bestätigen, so Glesmann, dass das gewünschte Druckniveau in der Versorgungsleitung nun wesentlich exakter eingehalten wird. Zudem sind die Frequenzumrichter für Spülzwecke in definierten Intervallen so programmiert, dass beide Pumpen automatisiert gleichzeitig fördern. „Die neuen Frequenzumrichter hat der Betreiber des Wasserwerks aber nicht nur für die Versorgungspumpen, sondern in einem speziellen Wartungsfall auch für die Brunnenpumpen selbst als Antriebssteuerung eingesetzt. Um Reinigungs- und Wartungsarbeiten in der Reinwasserkammer durchführen zu können, wurden die Brunnenpumpen direkt von den Frequenzumrichtern angesteuert. Es war also kein Problem, andere Pumpen mit anderen Motoren an diese Frequenzumrichter anzuklemmen und von diesen antreiben und steuern zu lassen. Damit konnte auch in diesem Wartungsfall die Wasserversorgung – natürlich über im Bypass geschaltete Rohrleitungen – unterbrechungsfrei gehalten werden. Diese Flexibilität ist nur mit modernen Frequenzumrichtern nutzbar.“

www.promontan.de

www.abb.de

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