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Artikel und Hintergründe zum Thema

Copa-Data

Johannes Petrowisch | Andrea Gillhuber,

Verbesserte Versorgungssicherheit

Das Versorgungsunternehmen Salzburg AG betreibt unter anderem 30 Wasserkraftwerke. Um die Effizienz und Resilienz der Stromversorgung langfristig abzusichern, erfolgt eine Vereinheitlichung der Leitsystemtechnik auf die Softwareplattform zenon.

© Salzburg AG

Zur Grundversorgung zählen unter anderem neben der Wasserversorgung, der Abwasserreinigung und der Abfallentsorgung auch eine zuverlässige Bereitstellung von sauberer, gut nutzbarer Energie und Mobilität sowie von Informations- und Kommunikationsnetzen. Im österreichischen Bundesland Salzburg entstand im Jahr 2000 aus der Fusion der Salzburger Stadtwerke und dem Landesenergieversorger SAFE die Salzburg AG. Das Unternehmen bietet digitalisierte Lösungen an – von öffentlichem Verkehr über Telekommunikation, Internet und Kabel-TV bis zur Fernwärme-, Wasser-, Gas- und Stromversorgung. Rund 30 % der elektrischen Energie erzeugt die Salzburg AG in ihren 30 Wasserkraftanlagen, die innerhalb von mehr als 100 Jahren entstanden sind. Entsprechend unterschiedlich ist ihre Ausstattung mit Steuerungs- und Leittechnik. Bisher waren zwei völlig unterschiedliche zentrale Leitsysteme im Einsatz. Mit dem Ziel, diese heterogene Systemlandschaft zu vereinheitlichen, erarbeitete das Unternehmen eine generelle Leittechnik-Strategie. Der Strategieprozess mündete in der Erstellung eines Lastenheftes für die Leitsysteme der unternehmenseigenen Wasserkraftwerke. Die Wahl fiel auf die Softwareplattform zenon von Copa-Data.
 

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Resilienz gibt Sicherheit

Das auf zenon basierende Leitsystem für alle Wasserkraftwerke der Salzburg AG mit kundenspezifischen Templates realisierte Rittmeyer Österreich mit Support von Copa-Data.

© Salzburg AG

Ausschlaggebend für diese Entscheidung waren unter anderem die Kompatibilitätseigenschaften von zenon. Die Softwareplattform kann über mehr als 300 Treiber alle in Energieanlagen gebräuchlichen Komponenten und Subsysteme unabhängig von deren Fabrikat anbinden. Dazu nutzt sie die in der Energiewirtschaft üblichen, normgerechten Übertragungsprotokolle. Neben der sauberen Implementierung der IEC 60870-1-104 überzeugte das beschleunigte Engineering durch Energy-spezifische Application Sets.

Für zenon sprach zudem die hohe Resilienz durch georedundante Server. Neben einer Absicherung gegen Cybersecurity-Risiken war vor allem die Möglichkeit eines autarken Betriebs der im Normalfall unbemannten Kraftwerke bei einem Serverausfall wichtig. Diese werden grundsätzlich mit der Möglichkeit zur örtlichen Bedienung und Beobachtung ausgestattet. Während andere Softwareprodukte auf einer Client-Server-Architektur basieren, ist zenon ein verteiltes System und beherrscht die stoßfreie Ringredundanz, was den Aufbau ausfallsicherer Systeme mit geografisch verteilten und redundanten Servern erleichtert.
 

Erste Implementierung im Wasserkraftwerk

Die Salzburg AG hat als erstes Kraftwerk das Wasserkraftwerk Rotgülden im Süden Salzburgs mit einem Leitsystem auf Basis der zenon Energy Edition ausgestattet.

© ZeK Hydro/Roland Gruber

Das erste Kraftwerk der Salzburg AG mit einem Leitsystem auf Basis der zenon Energy Edition ist das Wasserkraftwerk Rotgülden am Oberlauf der Mur. Das Kraftwerk im hochalpinen Lungau, dem Bezirk Tamsweg, wurde rund zwei Kilometer flussabwärts vom ursprünglichen Standort neu errichtet. Die zusätzliche Fallhöhe führte zu einer Leistungssteigerung von 66 %. Ausgestattet mit einer sechsdüsigen Peltonturbine und einem Generator mit einer Nennleistung von 6,3 MW liefert das Kraftwerk im Regeljahr 10 GWh elektrische Energie. Allein die Steigerung im Vergleich zum abgelösten Kraftwerk entspricht dem durchschnittlichen Verbrauch von 1.300 Haushalten. Die von den Experten der Salzburg AG geplante Anlage ist für den Inselbetrieb geeignet und schwarzstartfähig. Es kann somit im Fall eines Netzausfalls, etwa nach Unwetterschäden an der 30 kV Stichleitung, die Stromversorgung der nahegelegenen Ortschaft Muhr selbstständig aufrechterhalten.

Sukzessive Ausrollung

Der Autor: Johannes Petrowisch ist Geschäftsführer von Copa-Data CEE/ME.

© Salzburg AG

Realisiert wurde die zenon-Implementierung durch Rittmeyer Österreich, der auch die Gleich- und Wechselrichteranlagen sowie die Stromverteilungs- und Schaltschränke lieferte. Bevor die Hard- und Software im Sommer 2022 im Kraftwerk installiert wurde, erfolgten durch Support-Mitarbeiter von Copa-Data Tests am Gesamtsystem. Dabei wurden auch die kundenspezifischen Templates für die Visualisierungen erstellt. Das Kraftwerk dient als Nachweis für die Eignung von zenon als Basis für das Gesamtsystem zur sicheren Überwachung und Steuerung der Wasserkraftwerke und als Blaupause für weiteren Installationen der Salzburg AG.

Neue Version ‚zenon 12‘

© Copa-Data

Die Bereinigung der bisher sehr heterogenen Leitsystemlandschaft erfolgt im Zuge von zyklischen Erneuerungen der Kraftwerksleitsysteme. Die zenon-Implementierung für Rotgülden wurde bewusst im maximalen Umfang und mit allen Extras so konzipiert, dass sie mit geringem Aufwand auf andere Kraftwerke portiert werden kann. Aktuell wird das System auch für den Betrieb von Photovoltaikanlagen evaluiert.

Neue Version ‚zenon 12‘

Copa-Data hat die aktuelle Version seiner Softwareplattform vorgestellt: ‚zenon 12‘ enthält einen erweiterten, browserunabhängigen Web Visualization Service, eine verbesserte Report Engine sowie eine nativ integrierte MTP-Suite (Module Type Package). Mit dem neuen Release sind Teile von zenon auf Linux migriert worden. Mit der Integration des Data Storage Service können nun Prozessdaten in einen Cloud-Speicher exportiert werden. Zusätzlich wurde ein OPC-UA-Gateway implementiert, was laut Unternehmen die Integration und die Sicherheit der Kommunikation und des Datentransfers in einer heterogenen industriellen Umgebung erleichtert.

Das aktuelle Release unterstützt den branchen- und herstellerübergreifenden Standard MTP inklusive der neu freigegebenen Teile (Part 1 bis 5.1), etwa den Service Apply Mechanismus und die Service Operator Interaktion. Mit dem MTP-Gateway bietet sich für Anwender eine Möglichkeit, bestehenden Anlagen über die integrierte zenon Logic (IEC 61131-3 Soft-SPS) MTP-fähig zu machen. Diese stellt das komplette MTP-Statusmodell, die OPC-UA-Datenstruktur und alle erforderlichen MTP-Funktionsbausteine zur Verfügung. Für einen Austausch von Produktionsdaten mit der ERP-Ebene nutzt die Version 12 die SAP Netweaver Schnittstelle.

 

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