Referenzbericht Energie

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1 In der neuen Kehrichtverbrennungsanlage Thun werden jährlich ca Tonnen brennbare Abfälle sowie Klärschlamm umweltschonend und gesetzeskonform thermisch verwertet. Die dabei im Verbrennungsprozess gewonnene wird in elektrische umgesetzt oder an das Fernwärmenetz abgegeben. Die Müllverbrennungsanlage ist seit Februar 2004 in Betrieb. Bauherrin und Betreiberin der Anlage ist die AVAG KVA AG, eine Tochtergesellschaft der AVAG. Die AVAG verfügt über langjährige Erfahrung in der Abfallverwertung und -entsorgung und ist ein kompetenter und verantwortungsbewusster Dienstleister für eine Region mit über EinwohnerInnen und löst die Entsorgungsprobleme von rund 150 Gemeinden. Die Verfahrenstechnik für die KVA wurde von der VonRoll Inova (Ofen/Kessel, RGR, ABA), der Caliqua AG (Thermisches System) und der BKW FMB (versorgung) geliefert. Mit der Lieferung der Elektro- und der Leittechnik der neuen KVA Thun wurden die beiden Allianzpartner LeitTec AG und AEK Elektro

2 AG beauftragt. Das Projekt umfasste die Planung, Lieferung, Montage und Inbetriebsetzung der Leit- und Steuerungstechnik, der Instrumentierung, der Niederspannungsverteilungen sowie die industrielle Verkabelung. Die Realisierung für die Leit- und Steuerungstechnik LAG in den Händen der LeitTec AG. Als Prozessleitsystem wurde Simatic WinCC Open Architecture (WinCC OA) eingesetzt. Dieses System zeichnet sich durch Objektorientierung, Flexibilität, hohe Verfügbarkeit und Systemoffenheit aus, so dass der leittechnische Standard der LeitTec AG mit der Verwendung dieses Systems auf einfache Art und Weise umgesetzt und bei diesem Projekt angewendet werden konnte. Dieser Standard für Verbrennungsanlagen, thermische Systeme und Kraftwerksanlagen wird mit unterschiedlichen SPS-Systemen eingesetzt und ist mit spezifischen Funktionen für künftige Anwendungen einfach erweiterbar. Durch die Anwendung dieses Standards wird es möglich, komplexe Systeme mit höchsten Ansprüchen an die Verfügbarkeit und die Prozessbedienung effektiv und in kurzer Zeit zu realisieren. Endkunde AVAG, Neubau KVA Thun Systemintegrator LeitTec AG Offene Leittechnik Für das Engineering der Elektro- und Leittechnik Thun bilden die Entwicklungsumgebungen von WinCC OA und Step7 den zentralen Teil. Diese Konfigurationstools werden mit der MSR-Datenbank LeTo und dem Elektropaket Eplan ergänzt. Dadurch ist ein leistungsstarkes und effizientes Engineering möglich, welches auf die Bedürfnisse von Kunden und Betreibern im Kraftwerksbereich abgestimmt ist. Für das Datenmanagement kommt der MSR-Datenbank LeTo eine zentrale Bedeutung zu, da die MSR-Daten für SPS, Leitebene und Kommunikation in dieser Datenbank verwaltet und den einzelnen Komponenten im System zur Verfügung gestellt werden. Die Inputs der Verfahrenslieferanten wie beispielsweise MSR-Informationen, Apparate- oder Verbraucherlisten werden von uns mit der MSR-Datenbank LeTo weiter aufbereitet, so dass diese nach der Bearbeitung als Export-Dateien für das Leitsystem WinCC OA Step7, die OPC-Konfiguration bzw. das Elektropaket Eplan zur Verfügung stehen. Neue Revision unserer Inputs von den Verfahrenslieferanten können mittels LeTo mit den bereits bearbeiteten Daten verglichen werden. Dabei wird automatisch ein Bericht mit den Abweichungen erstellt, der für die Sicherstellung der Qualität und für allfällige Rückfragen eine zentrale Rolle spielt. Nach dieser Überprüfung

3 werden die neuen beziehungsweise geänderten Inputs in die Projektdatenbank übernommen. Damit kann sichergestellt werden, dass immer mit dem neusten Stand der Projektdaten gearbeitet wird. LeTo verfügt über Schnittstellen zu allen gängigen SPS-Systemen und Softwarepaketen. Es ist daher auch problemlos möglich, weitere Komponenten (z.b. autonome Systeme) über einen Bus (z.b. Profibus) mit der Visualisierung zu koppeln und so in die Bedienstationen zu integrieren. Datenfluss offene Leittechnik Mit diesem Konzept können wir garantieren, dass die während des Basic- Engineerings festgelegten Standards eingehalten werden und eine übergreifende, relationale und einheitliche Dokumentation erstellt wird. Im weiteren ist sichergestellt, dass eine sehr hohe Qualität innerhalb des gesamten Leitsystems und der Dokumentation vorhanden ist. Leittebene Die Leitebene der neuen KVA Thun besteht im wesentlichen aus zwei redundanten WinCC OA Servern (Hot Standby), einem Datenserver für das Backup der Archivdaten und der Applikationen, fünf Bedienarbeitsplätzen mit je zwei Bildschirmen, einem RAS-Server, einer Rückwandprojektion sowie dem Netzwerk, welches diese Komponenten miteinander verbindet. Als Visualisierungssystem wird WinCC Open Architecture eingesetzt, welches eine Client / Server Architektur

4 der Leitebene zulässt. Das Herz der Prozessbedienung wird durch die beiden WinCC OA Server gebildet, die aus Gründen der hohen Verfügbarkeit redundant (Hot Standby) aufgebaut sind. Die einzelnen Bedienarbeitsplätze, die über je zwei Bildschirme verfügen, sind Clients, die als solche mit den WinCC OA Servern die notwendigen Daten austauschen. Das Netzwerk der Leitebene besteht aus einem Fast Ethernet TCP/IP, welches durch den gewählten Hardwareaufbau eine hohe Verfügbarkeit bietet. Durch die Architektur können die umfangreichen Möglichkeiten der Ferndiagnose genützt werden. Die beiden Netzwerke "Leitsystem" und "KVA Administration" wurden als eigenständige Netzwerke aufgebaut, sind jedoch für den Datenaustausch über eine Firewall verbunden. Für die Prozessbeobachtung von definierten Büroarbeitsplätzen aus oder über das Internet wurde ein RAS-Server mit spezifischen Sicherheitsfunktionen ins Netzwerk der Leitebene integriert, so dass das Leitsystem vor unerwünschten Zugriffen optimal geschützt ist. Zur Unterstützung der Betriebsführung stehen auf der Visualisierungsoberfläche wichtige Hilfsfunktionen zur Verfügung. Das sind beispielsweise Informationen aus dem Dokumentationssystem, Anzeige der Stromlaufschema oder ein vereinfachtes Schichtbuch. Zur zusätzlichen Unterstützung der Betriebsführung wurde im Kommandoraum eine DLP-Rückwandprojektion der Firma Barco installiert. Das modulare System OverView-mDG mit einer Projektionsfläche von 1.5m Höhe und 3m Breite wird als WinCC OA Arbeitsplatz benützt. Weiters werden auf diesem System die Bilder der Videoüberwachungsanlage dargestellt. Für die zentrale Konfiguration, die Systempflege und Anpassungen an den Applikationen ist eine zentrale Engineeringstation vorgesehen. Durch diese Trennung von Betrieb und Engineering kann eine optimale Verfügbarkeit des Leitsystems garantiert werden. Mit dieser Engineeringstation wird das komplette Leitsystem von den Ein- und Ausgabebaugruppen der Prozessstationen bis zur Leitebene zentral konfiguriert. Die Archivierung der Prozessdaten erfolgt auf jedem der beiden redundanten WinCC OA Server. Das bedeutet, dass auch das Archiv redundant gehalten wird. Nach allfälligen Ausfällen eines Servers wird die entsprechende Archivdatenbank mit den korrekten Werten des zweiten Servers automatisch nachgeführt. Um eine möglichst hohe Datensicherheit zu garantieren werden die Archive zyklisch auf den Datenserver ausgelagert, wo wiederum Backupsicherungen erstellt werden.

5 Technische Daten Technische Daten 1 Technische Daten 2 Technische Daten 3 Technische Daten 4 Technische Daten 5 Fließbild des Rauchgaswäschers Funktionen Visualisierung/Bedienung der gesamten KVA ( Verfahren und Haustechnik) Bedienerhilfen wie dynamisierte Kriterien und Hinweistexte Alarmhandling/Alarmmanagement Trending mit individuellen Verdichtungsstufen Kommunikation mit der Automatisierungsebene Datenarchivierung auf jedem Server Auslagerung der Prozessdaten zum Datenserver Schnittstelle zum System Instandhaltung Schnittstelle zur zentralen Betriebsdatenerfassung und -Verarbeitung. Vereinfachtes Schichtbuch

6 Berechnung und Darstellung der optimalen Betriebspunkte (Feuerungsdiagramm Navigator) Prozessebene Die Prozessebene besteht aus dem SPS System S7 von Siemens. Die redundanten Prozessstationen sind aus S7-400H und die dezentralen Remote I/O-Einheiten aus ET200 Komponenten aufgebaut. Um eine optimale Verfügbarkeit des Gesamtsystems zu gewährleisten, sind für die einzelnen Verfahrensteile Feuerung/Kessel, Rauchgaswäsche/Abwasseraufbereitung, thermisches System und versorgung vier voneinander unabhängige, redundante (Hot Standby) Prozessstation aufgebaut. Für die Gebäudetechnik, welche ebenfalls in das Leitsystem integriert wurde, ist eine weitere, nicht redundante Prozessstation vorgesehen. Als Schnittstelle zum Feld sind dezentrale I/O Module des Typs ET200M in lokale Vorortschränke eingebaut. Die Kommunikation zwischen den redundanten Prozessstationen und den I/O-Anschaltungen der Vorortschränke besteht aus einem redundanten Profibus DP in LWL-Technik. Prozess Folgende Verfahrensteile sind im von der LeitTec AG gelieferten PLS-/SPS-System integriert: Feuerung bestehend aus Einfülltrichter, Stössel-/Roststeuerung, Schubboden Feuer-Leistungsregelung mit integriertem Feuerungsdiagramm-Navigator Entaschung mit Stösselentschlacker, Pneum, Förderung, Klopfwerk, Ascheaustrag etc. Luft-Rauchgasweg bestehend aus Primärluft, Sekundärluft, Nox-Abscheidung und Saugzug Wasser-/Dampfkreislauf bestehend aus Speisewassersystem, Zusatzwassersystem, Trommel, Überhitzung mit Einspritzregelungen, Anfahrventil, Kondensatsystem etc. Gesamtes thermisches System, HD- und ND-Dampfverteiler Rauchgaswäscher Denox-Anlage FLUWA (Flugaschenwaschanlage) Abwasseraufbereitung (ABA) Steuerung MS-Anlage und versorgung Haustechnik

7 Hilfssysteme wie Druckluftversorgung, Chemikalienbefüllung, Hydraulikstation, Akuarollkühlung, Adsorbensdosierung etc. Konfiguration/Werterhaltung Durch die Projektierung mit der MSR-Datenbank LeTo wurde eine durchgängige und vorwärtsgerichtete Planung möglich, wie diese bei klassischen Prozessleitsystemen üblich ist. Die Werterhaltung des Engineerings kann dank der offenen Struktur von LeTo garantiert werden. So stehen die aktuellen MSR-Daten aller Komponenten, welche das Leitsystem betreffen, der KVA Thun, systemunabhängig zur Verfügung. Verbrennungsofen