Dolmetscher für das Nervenzentrum

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Im neuen IP-basierten Netzwerk der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH sichert ein Protokollwandler von WAGO die Kommunikation der Fernwirktechnik.

Das WAGO Telecontrol Gateway stellt sicher, dass alle in das Fernwirknetz eingebundenen Komponenten in bewährter Weise weiter betrieben werden können. Foto: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Seit mehr als 160 Jahren tragen die Stadtwerke Ulm/Neu Ulm und ihre Vorgängerunternehmen nun schon Verantwortung für wesentliche Teile der Infrastruktur in den beiden Kommunen links und rechts der Donau – beginnend mit der Gasversorgung, wenig später auch für das Trinkwasser und ab Ende des 19. Jahrhunderts für die Stromversorgung. Darüber hinaus liefert das Unternehmen zusammen mit einem Partner Fernwärme. Um eine verlässliche und zugleich kosteneffiziente Versorgung zu gewährleisten, setzt der Kommunalbetrieb seit jeher auf einen sorgfältig austarierten Mix aus altbewährter Technik und neuen, innovativen Lösungen.

Mit dieser Strategie gehen die Stadtwerke nun auch die Herausforderungen der Energiewende an. Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien wird das Energiesystem stetig kleinteiliger, die Erzeugung volatiler, die Steuerung der Netze aufwändiger. Zugleich steigen die Anforderungen an die Sicherheit kritischer Infrastruktur – nicht nur der Strom-, sondern auch der Wasser-, Gas und Wärmeversorgung.

Gute Gründe also für den Versorger, seiner Fernwirktechnik eine neue Struktur zu geben. In diesem Zuge haben die Stadtwerke die traditionelle Sternstruktur – die Leitzentrale im Zentrum, die Unterstationen über RS232-Linien direkt daran angebunden – durch ein IP-basiertes Netzwerk ersetzt. Das macht es möglich, jeden Punkt innerhalb des Netzes auf mehreren Wegen anzusteuern. Durch die so aufgebaute Redundanz wird das Ausfallrisiko einzelner Komponenten deutlich reduziert. „Unser Fernwirksystem ist das Nervenzentrum für die Versorgung von Ulm und Neu-Ulm. Daher war die Umstrukturierung für uns ein sehr wichtiger Schritt“, erklärt Sebastian Grenzner von der Netzleitstelle der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze.

Zukunftsfähige Kommunikation

Während die Kommunikation in der Sternstruktur über das IEC-Protokoll 60870-5-101 erfolgt, verlangt das Netzwerk eine andere Sprache: Der Wechsel zur IP-basierten Technik zwang die Stadtwerke, den gesamten Datenaustausch zwischen der Leitstelle und den Unterstationen – Umspannwerke, Blockheizkraftwerke und Gasübernahmestationen genauso wie Pumpwerke und Hochbehälter – auf das Protokoll -104 umzustellen. Wie lässt sich das angesichts der Vielfalt der Schnittstellen und Systeme effizient bewerkstelligen? Auf konventionellem Wege jedenfalls nicht, meint Grenzner. „Hätten wir die Umsetzung manuell vorgenommen, wäre der Aufwand gewaltig gewesen. Wir hätten jede Anlage einzeln per Hand aufnehmen müssen“, erklärt der Experte.

Daher hat sich Grenzner auf die Suche nach einer Lösung gemacht, die diese Aufgabe selbsttätig erledigt. Fündig geworden ist er bei WAGO, wo mit dem WAGO Telecontrol Gateway (WTG) bereits ein automatischer Datenkonzentrator für Fernwirkprotokolle entwickelt worden war. Im ersten Test zeigten sich Einschränkungen bei der seriellen Kommunikation „WAGO war sofort bereit, das Produkt an unsere Anforderungen anzupassen und sorgte für die freie Konfigurierbarkeit der seriellen Kommunikation“, berichtet Grenzner. Wie ein Dolmetscher sorgt das kompakte WTG dafür, dass sämtliche Daten automatisch vom -101-Standard in das -104-Protokoll übersetzt werden, ohne dass eine zusätzliche Parametrierung nötig wäre. Dabei ist der Protokollwandler flexibel genug, um mit dem Spielraum zurecht zu kommen, den die -101-Norm den Herstellern bietet. Je nach Anlage gibt es bei der Datenausgabe kleinere Abweichungen – Dialekte dieser Sprache gewissermaßen, die WAGOs WTG problemlos versteht.

„Der Einsatz der WAGO-Lösung spart uns viel Zeit und Geld“, fasst Grenzner zusammen. Zudem stellt der Protokollwandler sicher, dass die Stadtwerke alle 110 Unterstationen, die in das Netz eingebunden sind, in bewährter Weise weiter betreiben können. Manche der Anlagen laufen bereits seit zwanzig Jahren und länger – erprobte, zuverlässige Technik, auf die der Versorger nicht verzichten will. Einige von ihnen sind schon so lange in Betrieb, dass ihre Dokumentation nur handschriftlich vorliegt. Ein manueller Wechsel auf das -104-Protokoll wäre in diesen Fällen nicht oder nur mit enormem Aufwand möglich gewesen. Mit der WAGO-Lösung vermeiden die Stadtwerke also, in neue netzwerkfähige Anlagen investieren zu müssen, obwohl die vorhandene Technik noch bestens funktioniert.

Deutliche Einsparungen

Sämtliche Unterstationen des Versorgungsnetzes wurden über ein IP-basiertes Netzwerk mit der Leitzentrale verknüpft. Foto: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Für geringere Kosten und höhere Effizienz sorgt die automatisierte Umstellung aber noch an weiteren Stellen. So berichtet Grenzner, dass sich die Stadtwerke jetzt auf einen einzigen Ethernet-Modemtyp beschränken können. Das allein spare dreißig Prozent der Kosten in diesem Bereich ein. Auch bei Wartung und Reparaturen profitiere das Unternehmen. „Die Kollegen müssen sich jetzt nur noch mit einem Modemmodell auskennen.“ Darüber hinaus erlaubt es der Protokollwandler über die Leittechnik eine begrenzte Anzahl von Ein- und Ausgängen in den Unterstationen zu schalten, um etwa Störmeldungen durchzuleiten oder auch Meldungen zu quittieren – und das ohne Anpassung der Leittechnik in den Unterstationen. „Das funktioniert perfekt“, lobt Grenzner. „Wir können die Ein- und Ausgänge ohne jeden Aufwand völlig frei einrichten.“

Nur drei Wochen haben die Stadtwerke gebraucht, um die insgesamt 35 Protokollwandler zu implementieren. „Das ging reibungslos. Wir hatten damit gerechnet, mehr Zeit investieren zu müssen“, sagt Grenzner. Die Einstellung erfolgt via Web Based Management. „Über die Weboberfläche haben wir alle benötigten Informationen sofort zur Hand. Zudem können wir uns das Protokoll von dort aus im Detail aus verschiedenen Perspektiven anschauen – etwa auf Hexadezimalebene.“

Redundanz schafft Sicherheit

Mit der neuen Fernwirkstruktur haben die Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm eine zukunftsfähige Leittechnik geschaffen, die höchsten Ansprüchen an Qualität und Sicherheit gerecht wird. Auch, weil die Stadtwerke mit dem Ringnetz eine zweite, örtlich getrennte Fernwirkzentrale einrichten konnten, die im Falle einer Störung als Backup mit gleichen Funktionalitäten dient. Diese Redundanz verschafft den Stadtwerken zugleich Flexibilität bei der räumlichen Entwicklung, da die Unternehmenszentrale mit der Leitstelle in absehbarer Zeit umgebaut werden muss. So leistet der WAGO-Protokollwandler als zentraler Baustein der neuen Netzstruktur einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit in der Donau-Doppelstadt.

 

Kontakt: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG, Kay Miller, 32423 Minden, Tel. +49 571 887-0, kay.miller@wago.com

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