Die Anforderungen

Ein Kontrollraum mit Movicon-Applikation an einer Videowand

© Progea SRL

Um die Senkkästen an den Zuläufen zu verankern, projektierte, entwickelte und konstruierte das italienische Unternehmen Eureka System Srl – ein ‚Movicon‘-Systemintegrator und Lösungsprovider – ein Automationssystem. Die Lösung sollte dabei folgende Aufgabenbereiche abdecken:

• Dynamische Montage der Schwellensenkkästen unter Zuhilfenahme von Winschen (Seilwinden).
• Absenken der Schwellensenkkästen auf den Meeresboden durch Hebebühnen mit Stabilitätskontrolle.
• Wasserdichte Platzierung der Schwellensenkkästen nebeneinan-der mit Kontrolle der Abschluss­dichte.
• Nivellement der zwei jeweils am ­Anfang und am Ende des Flutwehrs versenkten Schultersenkkästen mit den benachbarten Schwellensenkkästen.

Verschiedene Grafiken und Parameter für das exakte Positionieren eines Senkkastens - umgesetzt mit Movicon

© Progea SRL

Für die Applikation wurde folgendes Prinzip genutzt: Die Senkkästen sind vorgefertigte Betonboxen, die leer oder teilweise mit Ballast gefüllt sind, so dass sie schwimmfähig bleiben und daher mit Schleppern transportiert werden können. An ihren vorbestimmten Positionen lassen sich die Senkkästen absenken und je nach Typ und Bedarf mit Ballast füllen.

Hier kommt ‚Movicon 11‘ zum Einsatz: Das HMI/SCADA-System stellt sicher, dass die Senkkästen bei der Befüllung der verschiedenen Hohlräume stabil in einer horizontalen Position verbleiben. Ein Ponton – ein Schwimmkörper, der meist fest verankert, als wasserstandsabhängiger Träger fungiert – hat die Aufgabe, die Senkkästen mit Ballast zu befüllen. Es ist mit batteriebetriebenen Silos ausgerüstet, die Zement in die Hohlräume einspeisen.

Die Überwachungslösung nutzt das System zur Ballast-Befüllung auch zur Kontrolle von Auftrieb und Schwimmfähigkeit des Pontons. Denn der Ponton ist ebenso mit Ballast-Tanks ausgestattet, die je nach der an Bord registrierten Auftriebsschwankung geleert und wieder befüllt werden. Das Entleeren und Nachfüllen der Silos mit Zement bedingt erhebliche Gewichtsunterschiede, die bei extremem Wetter den Ponton zum Kentern bringen könnten.

Platzierung der Senkkästen

Mit Hilfe eines weiteren Pontons (Ponton 1) wird auch der Arbeitsgang zur Platzierung der Schwellensenkkästen durchgeführt. Diese Senkkästen besitzen gleichfalls Hohlräume, die nach und nach mit Ballast gefüllt werden – so dass sie ohne Hilfe von Winschen nicht länger schwimmen können. Diese Winschen lassen sich anschließend zum Absenken der Senkkästen verwenden. Dieses System wird ‚Dynamic Winch Positioning‘ (Dynamische Winschen-Positionierung) genannt; es ist das einzige seiner Art in Italien. Eingesetzt wird diese Methode, weil die Senkkästen mit einer Präzisionstoleranz von +/-25 mm hinabgelassen und positioniert werden müssen. Es ist ein kniffliges Spiel mit Gewicht und Gleichgewicht, das man hier mit Senkkästen enormer Größe und Masse vollführt. Das SCADA-System im Verbund mit einem computergestützten Sensorsystem zeigt, in welcher exakten Tiefe und Position sich der Senkkasten gerade befindet.

Die schwierigste Herausforderung ist die Platzierung des jeweils nächsten Senkkastens, bei der das Positionierungssystem sowohl vor Ort als auch in den Büros im gut 30 km entfernten Treviso telemetrisch überwacht wird.

Die System-Architektur

Das Unternehmen Eureka System hat für die beiden Pontons ein Steuerungssystem projektiert, entwickelt und geliefert, das auf der SCADA-Software­lösung ‚Movicon 11.4 SCADA‘ von Progea beruht. Diese Lösung nutzt einen Server und drei Clients, installiert auf den VMware-Lösungen ‚Vsphere Hypervisor 5‘ und Horizon-View sowie Domain-Controller mit Win-Server-2008-R2-64bit-System und entsprechenden virtuellen Rechnern mit einem 64-Bit-Win7Pro-Betriebssystem.

Der Ponton 1 zur Platzierung der Senkkästen verfügt über das komplexeste System. Er wurde ausgestattet mit fünf lokalen HMI-Workstations mit ­Zero-Client-Monitoren, die mit dem Hypervisor verbunden sind. Er nutzt hierfür das PCoIP-Protokoll und zwei 2x2-Matrix-Videowandsysteme mit 46- Zoll-Displays und Überwachungsbildschirmen, welche die HMI-Workstations-Displays spiegeln, die durch das Wi-Fi-Netzwerk der Lagune verbunden sind. Zusätzlich ist ein Fernzugang zu diesem System durch VPN und das
Internet möglich – unter Verwendung von 4G Telefonkarten.

Die Virtualisierung der gesamten IKT-Infrastruktur des Kontrollzentrums ermöglicht es, ein Überwachungssystem mit vollkommen Hardware-freien Front-End-Stationen zu schaffen, die für Backups, System-Upgrades, Fernwartung und UPS-Belange zentral verwaltet werden können.

Bei der Umsetzung mit ‚Movicon‘ wurden zum Teil die üblichen Standard-Techniken erweitert, um Grafiken wie etwa Balkendiagramme, Messuhren und Trends zu implementieren. Die sorgfältige Strukturierung der MS-SQ-Datenbank in Kombination mit dem Ereignis-Management glich die Last zwischen SPS und HMI aus, was erlaubte, alle Informationen historisch zu protokollieren. „Zugleich kam dieses Verfahren – ähnlich einem ‚Playback‘ – dem Bedürfnis nach postoperativer Analyse entgegen“, so Eros Contò von Eureka System: „Dank des Kon­struktionswunders der schwimmenden Pontons konnten die Techniker des Bauunternehmens 22.000 Tonnen schwere Senkkästen mit Millimeter-Präzision 25 Meter unter Wasser ­positionieren, indem sie jeden Arbeitsschritt vom Kontrollraum aus steuerten.“

Autoren:
Markus Stadelhofer ist Geschäftsführer bei Progea Deutschland;
Eros Contò ist bei Eureka System SRL beschäftigt.