Protokollieren, Analysieren und Archivieren

Betriebsdaten sind der Lebensnerv einer Anlage

In der ostfriesischen Gemeinde Jemgum entsteht derzeit einer der größten Erdgas-Kavernenspeicher Deutschlands. Bild: EWE, astora

In den meisten Anlagen der modernen Prozess- und Verfahrenstechnik ist die Erfassung der Betriebsdaten ein wichtiger Faktor für einen erfolgreichen Betrieb. Sie bilden die Basis für die Protokollierung, Analyse, Qualitätsnachweise und Abrechnung. Als Grundlage für unternehmerische Entscheidungen können sie zu Produktivitätssteigerungen beitragen und unter Umständen sogar Schutz vor Regressforderungen bieten. Bei entsprechenden Systemen haben einfach zu handhabende Lösungen, die sich an verschiedenste Branchenanforderungen anpassen lassen, heute die Nase vorn. Sie eignen sich für Umwelt- und Energietechnik ebenso wie für die Industrie, nicht nur in Fertigungsanlagen, sondern zum Beispiel auch für Tunneltechnik oder für Kavernen, die zur Erdgasspeicherung gebaut werden.

Erdgasspeicher sind ein wichtiges Element für die Erdgasversorgung, denn Erdgas wird zwar kontinuierlich gefördert und in gleichmäßigen Mengen geliefert, der Bedarf ist aber jahres- und tageszeitenabhängig starken Schwankungen unterworfen. Eine Möglichkeit große Mengen an Erdgas zu speichern, bieten künstliche Hohlräume unter der Erdoberfläche, so genannte Kavernenspeicher. In der ostfriesischen Gemeinde Jemgum entsteht derzeit einer der größten Erdgas-Kavernenspeicher Deutschlands. Insgesamt werden die EWE GASSPEICHER GmbH und die astora GmbH & Co. KG in den nächsten Jahren 33 Kavernen im dortigen Salzstock errichten und in Betrieb nehmen. Von EWE sind 15 Kavernen mit einem Volumen von jeweils bis zu 700.000 Kubikmeter geplant, astora plant bis zu 18 Kavernen mit einem geometrischen Volumen von jeweils bis zu 750.000 Kubikmetern.

Der Bau eines Kavernenspeichers

Der Bau solcher Kavernen ist eine komplexe Angelegenheit. Um die künstlichen Hohlräume unter der Erdoberfläche zu erzeugen, wird – wenn ein geeigneter Standort gefunden ist – gut eineinhalb Kilometer tief in die Erde gebohrt. Anschließend werden in dieses Bohrloch Rohre eingeführt und Wasser in den Salzstock geleitet. Im konkreten Fall wird das Wasser aus der Ems entnommen, gefiltert, mehrstufig verdichtet und schließlich mit 90 bar Druck über die Frischwasser-Leitungen in die Tiefe geführt. Dieses Wasser löst das Salz aus dem Salzstock; die Sole wird über die Sole-Leitung aus dem Bohrloch geleitet und über eine 42 km lange Pipeline in die Nordsee transportiert. Vorteilhaft beim Erzeugen der Kavernen sind die petrophysikalischen Eigenschaften des Salzes. Das umgebende Salz schließt die Kavernen dicht ab und ermöglicht ein sicheres Einspeichern von Erdgas.

Weil der Bau der gesamten Anlage sehr aufwändig ist, nutzen EWE und astora einzelne Infrastrukturkomponenten gemeinsam. Dazu gehören im Wesentlichen die Frischwasserversorgung und die Sole-Entsorgung, alle anderen Anlagenteile entwickeln und errichten die Unternehmen eigenständig. Nach der Fertigstellung der Anlagen werden astora und EWE die Erdgasspeicher getrennt voneinander betreiben.

Aussolen erfordert eine komplexe Infrastruktur

Allein der Aufbau der Infrastruktur, die fürs Aussolen benötigt wird, ist ein komplexes Projekt. Mit Planung und Realisierung der Prozessleittechnik für die Infrastrukturkomponenten und den Anlagenteilen, die für die Solung selbst genutzt werden, wurden die Automatisierungsexperten der Rösberg Engineering GmbH beauftragt. In deren Zuständigkeitsbereich als MAV (Main-Automation-Vendor) fiel das komplette Design der Prozessleittechnik mit Spezifikation der Feld- und Leittechnik, SIL-Betrachtungen und Ausführung der Sicherheits-Technik, Erstellen der Software für die Leittechnik und die Sicherheits-SPSen, der Bau und die Lieferung der benötigten PLS-(Prozessleitsystem-) und Safety-Komponenten sowie Verkabelung und Montage vor Ort für die Anlagenteile Frischwasserversorgung, Soletransportleitung und Soleanlage. Die Automatisierungsexperten profitierten hierbei von ihrer langjährigen Erfahrung. Vom Gesamtumfang her entspricht dieses Projekt mit circa 1.600 Messstellen vielen anderen, die von den Automatisierungsexperten bereits realisiert wurden.

Betriebsdatenerfassung mit ACRON. Der herstellerunabhängige „Anlagenchronist“ ließ sich dank seiner Vielseitigkeit perfekt auf die Anforderungen des Kavernenbaus anpassen. Bild: Rösberg

Betriebsdatenerfassung mit ACRON. Der herstellerunabhängige „Anlagenchronist“ ließ sich dank seiner Vielseitigkeit perfekt auf die Anforderungen des Kavernenbaus anpassen.

Ein wichtiges Thema im laufenden Solebetrieb ist die Erfassung der Betriebsdaten. Sie sind die Grundlage für alle erforderlichen Berichte und Dokumentationen im Zusammenhang mit Energieversorgung, Sicherheit und Umweltschutz. Da Frischwasserversorgung und Soleentsorgung von den Partnerunternehmen gemeinsam genutzt werden, ist aber auch eine genaue Erfassung und Zuordnung der Verbräuche notwendig, um anhand der jeweiligen Anteile eine korrekte Abrechnung der Energiekosten zu ermöglichen. Auch hierfür konnten die Automatisierungsspezialisten mit einer praxisgerechten Lösung aufwarten. Zum Einsatz kam mit ACRON aus dem Hause VIDEC, Bremen, ein herstellerunabhängiger „Anlagenchronist“, der sich dank seiner Vielseitigkeit perfekt auf die Anforderungen des Kavernenbaus anpassen ließ.

Anlagenchronist mit vielen Möglichkeiten

Aufbau der Betriebsdatenerfassung in Jemgum. Bild: Rösberg

Aufbau der Betriebsdatenerfassung in Jemgum.

Das modular aufgebaute System ist ausgelegt für die kontinuierliche Erfassung und Archivierung von Prozessdaten und bietet zahlreiche Kopplungsmöglichkeiten und Leitsystemanbindungen, z.B. OPC, DDE, ODBC, ASCII, CSV. Für die Datenerfassung stehen viele herstellerspezifische SPS- und DDC- (Direct Digital Control-)Protokolle für die Datenerfassung zur Verfügung. Auf ACRON-Daten wiederum kann über den Standard ODBC und OPC DA zugegriffen werden. Eine Anbindung an SAP ist ebenfalls vorhanden. Über 20 direkte Kopplungen an HMI SCADA und Leitsysteme werden über zertifizierte Schnittstellen realisiert (iFIX, WinCC/PCS7, etc.).

Übersichtliche grafische Darstellung der Messwerte. Bild: Rösberg

Übersichtliche grafische Darstellung der Messwerte.

Für eine detaillierte Auswertung stellt das System einfach zu handhabende Frontends zur Verfügung, was die Betreiber in Jemgum bei ihrer täglichen Arbeit besonders zu schätzen wissen: So sorgen der objektorientierte Berichtsgenerator und das grafische Analyse-Modul für schnelle Übersicht über alle im Solbetrieb anfallenden Messwerte und Verbräuche.

Alle erfassten Werte werden in der dateibasierenden Realtime-Datenbank komprimiert auch über längere Zeiträume gespeichert. Bild: Rösberg

Alle erfassten Werte werden in der dateibasierenden Realtime-Datenbank komprimiert auch über längere Zeiträume gespeichert.

Zurzeit werden knapp 800 Verfahrensgrößen aus den Anlagenteilen Frischwasser, Solanlage, Solefernleitung und Sammelplatz erfasst, teilweise im Sekundenzyklus, teilweise aber auch änderungsgesteuert, d.h. immer dann, wenn sich der aktuelle Messwert gegenüber dem zuletzt erfassten um einen bestimmten Wert ändert. Alle erfassten Werte werden in der dateibasierenden Realtime-Datenbank komprimiert auch über längere Zeiträume gespeichert, in Jemgum für ca. 18 bis 20 Jahre.

Langzeitarchivierung und aktuelle Berichte

Unterstützung bei der Instandhaltungsplanung. Bild: Rösberg

Unterstützung bei der Instandhaltungsplanung.

Detaillierte Zugriffsrechte regeln, wer auf welche Informationen zugreifen darf. Dann lassen sich die jeweils erforderlichen Berichte einfach erstellen, ansehen, ausdrucken, archivieren und bei Bedarf auch automatisch versenden, beispielsweise an die Abrechnungsstelle, aber auch an die entsprechenden Behörden, die über Abwassermengen und Salzgehalt informiert werden müssen. Dazu gehören Tages, Wochen- und Monatsberichte ebenso wie Jahreszusammenfassungen. Vergangene Werteverläufe wiederzugeben ist genau so einfach wie die aktuelle Werteentwicklung zu verfolgen.

Zustandsübersichten unterstützen die Betreiber bei der Instandhaltungsplanung. Zu diesem Zweck kann der „Anlagenchronist“ auch wartungs- bzw. aggregatbezogene Dokumente verwalten. Da sich die Funktionen von ACRON auch über Internet nutzen lassen, ist bei Bedarf auch ein Fernzugriff möglich. Das Protokollieren, Analysieren und Archivieren aller relevanten Betriebsdaten hat man somit beim Bau der Kavernenspeicher in Jemgum gut im Griff. Sowohl die beteiligten Unternehmen als auch die Behörden sind mit der gewählten Lösung zufrieden.

Über Rösberg
Die Rösberg Engineering GmbH, im Jahre 1962 in Karlsruhe gegründet, bietet mit fast 100 Mitarbeitern an fünf Standorten in Deutschland und in China maßgeschneiderte Automatisierungslösungen. Dazu gehört das Basic- und Detail-Engineering für die Automatisierung von prozess- und fertigungstechnischen Anlagen. Zudem verfügt Rösberg über umfangreiche Projektierungs- und Anwendungserfahrung beim Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen aller marktgängigen Fabrikate. Auch bei der Konfiguration, Lieferung und Inbetriebnahme von Prozessleitsystemen vertrauen viele Unternehmen auf Rösberg als herstellerunabhängigen Systemintegrator. Eine moderne Werkstatt zur Fertigung kundenspezifischer Schaltschränke rundet das Dienstleistungsangebot ab. Im Bereich Informationstechnik ist Rösberg seit mehr als 20 Jahren mit dem datenbankbasierten PLT-CAE-System PRODOK international erfolgreich. 2007 präsentiert Rösberg mit LiveDok ein System, das effizienten Zugriff auf die elektronische Anlagendokumentation bietet sowie deren Pflege und Konsistenz während des gesamten Lebenszyklus gewährleistet.

Titelbild: EWE, astora

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Dipl.-Betriebsw. (FH) Evelyn Landgraf

Marketing bei der Rösberg Engineering GmbH

Marco Antoni

Marco Antoni

Der Diplom-Physiker arbeitet seit Juni 2015 beim Redaktionsbüro Stutensee. Kontakt können Sie via Xing, Twitter und Facebook aufnehmen.

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