Unser Kunde ISV Umwelt UG hat die Kläranlage Felsberg, eine Stadt im nordhessischen Schwalm-Eder-Kreis, gut 20 Kilometer südlich von Kassel gelegen, mit einer neuen Zentrifuge zur Schlammentwässerung ausgerüstet. Spangler lieferte dafür die Steuerungs- und Automatisierungstechnik.

Die Entwässerungszentrifuge

Beschickt wird die Zentrifuge mit einer Mischung aus zu entwässerndem Dünnschlamm und zuvor in einer Dosierstation angesetztem Flockmittel. Durch die hohe Drehzahl und der daraus resultierenden Zentrifugalkraft in der Zentrifuge wird die Suspension separiert. Aufgrund der höheren Dichte sammeln sich die Feststoffpartikel an der Trommelaußenwand und die weniger dichte Flüssigkeit im Zentrum der Zentrifuge. Die im Inneren der Zentrifugen-Trommel angeordnete Austragsschnecke rotiert mit höherer Geschwindigkeit und fördert so die abgesetzten Partikel zum Feststoffaustrag. Die Flüssigkeit läuft auf der gegenüberliegenden Seite ab.

Mit Spangler Richtung Industrie 4.0

Für ein optimales Entwässerungsergebnis ist eine exakte Regelung des Mengenverhältnisses zwischen Dünnschlamm und Flockmittel erforderlich. Die dafür benötigten Durchflusssensoren und weitere Sensoren werden über IO-Link an die Siemens SPS (S7-1215C) angebunden. Über das TIA-Portal können die IO-Link Devices zentral parametriert und Diagnoseinformationen ausgelesen werden. Werden IO-Link Devices ausgetauscht, wird die vorherige Konfiguration automatisch auf den neuen Sensor übertragen. Dadurch können Stillstandzeiten minimiert und der Personalaufwand reduziert werden.

Zu Überwachungs- und Anzeigezwecken werden aktuelle Maschinendaten über eine Busschnittstelle via S7-Protokoll an ein bauseitiges Leitsystem übertragen. Die Bedienung der Anlage erfolgt über ein Touch-Panel TP1200, das in die Schaltschrankfront eingebaut ist. Für die Bedienung aus der Ferne kann die Bedienoberfläche via Sm@rt-Service auf ein internetfähiges Endgerät (z.B. Laptop, Handy, Tablet, …) gespiegelt werden. Ein LTE-Modem ermöglicht den Zugriff sowohl aus dem eigens erzeugten lokalen W-LAN Netzwerk als auch via VPN aus dem Internet. Der VPN-Tunnel ermöglicht es der ISV Umwelt UG und Spangler aus der Ferne auf die Anlage zuzugreifen, um zum Beispiel Service-Unterstützung zu bieten oder Programmupdates einzuspielen. Um Kosten einzusparen, wurde zudem der Fernzugriff genutzt, um die Inbetriebnahme durchzuführen.

Das System der Wasseraufbereitung nach der Tankreinigung unseres Kunden Bertschi AG in der Schweiz funktioniert eigentlich einwandfrei. Das mit chemischen Stoffen versetzte Wasser wird aufbereitet und kann somit wieder in die Kanalisation fließen. Allerdings sind die meisten Komponenten, unter anderem auch die Steuerungen, veraltet. Zeit also, die Anlage auf den aktuellen technischen Stand zu bringen, damit auch in Zukunft der Ablauf reibungslos weiterlaufen kann, so die Aussage unseres Kunden. So wurde Spangler Automation beauftragt, die Wasseraufbereitungsanlage mit dem Retrofit-Service zu modernisieren.

Anspruchsvoller Ablauf zur Wasseraufbereitung

Durch die Reinigung der Tanks wird das Wasser mit chemischen Stoffen versetzt. Daher darf es ohne vorherige Behandlung nicht zurück in die Kanalisation. Während der Aufbereitung durchläuft es verschiedene Bereiche, einer davon ist die Behandlung im Vorlagebecken. Hier wird das vom Reaktionsbehälter vorbehandelte Abwasser stufenweise in fünf Vorlagetanks eingeleitet, belüftet und das sich am Boden ablagernde Sediment abgezogen. Im nächsten Schritt fließt das Abwasser im Bereich der Biologie in sogenannte Belebungsbehälter. Hier wird für den richtigen pH-Wert manuell Harnstoff, Entschäumer und Phosphorsäure hinzugefügt. Danach fließt das vorbehandelte Abwasser in die beiden Ultrafiltrationsstraßen und wird zum Reinigen und Filtern durch den Filtrationskreislauf gepumpt. Das filtrierte Abwasser fließt in den Permeatbehälter. Das Wasser ist jetzt nach vorheriger Feinbehandlung sauber und kann zurück in die Kanalisation fließen.

Umfangreicher Umbau der Steuerungstechnik

In Absprache mit dem Kunden wurde zu Beginn ein Pflichtenheft des Anlagenablaufs erstellt. Durch die detaillierte Vorplanung konnte die Visualisierung und Programmierung reibungslos umgesetzt werden. Das Besondere an diesem Auftrag war der kurzfristige und gleichzeitige Einsatz von zwei parallellaufenden SPSen in einer Anlage. Man konnte somit zwischen den beiden Steuerungen umschalten. So war ein schneller und sicherer Umstieg auf eine neue, redundante Steuerung möglich. Bevor die endgültige Umstellung auf die neue SPS erfolgte, wurde die Anlage mithilfe der Simulation per Fernzugriff vorab live umfangreich getestet. Bereits nach den ersten Testläufen konnte von der alten Steuerung auf die neue umgeschaltet werden. Zum Einsatz kamen zwei Siemens SPS S7-1500-R und eine ET200SP als dezentrale Peripherie. Zudem wurden zwei Siemens Bediengeräte HMI TP1500 verbaut.

Das Unternehmen Pondus® Verfahrenstechnik GmbH hat Spangler Automation beauftragt, in der Kläranlage Erlangen eine neue Desintegrationsanlage zu installieren. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Aufschluss von Mikroorganismen in Klärschlämmen, der sogenannte thermisch-chemische Zellaufschluss. Aufgrund eines Vorprojektes konnten viele Parallelen gezogen werden und somit war eine Umsetzung des Projektes relativ schnell möglich.

Thermisch-chemischer Zellaufschluss

Beim thermisch-chemischen Zellaufschluss (Hydrolyse) wird der Klärschlamm in einem speziellen Reaktor erwärmt und durch die Zugabe von Lauge die Zellmembranen weitestgehend aufgeschlossen. Dadurch reduzieren sich die organischen Reststoffe im ausgefaulten Schlamm und die Entwässerung wird verbessert. Demzufolge wird der trockene Anteil im entwässerten Schlamm erhöht und die zu entsorgende Klärschlammmenge gesenkt. Die nach der Erwärmung enthaltene Restwärme im Schlamm findet ihre Wiederverwendung in den nachfolgenden Verfahrensschritten, wie z.B. in der Faulung.

Vielseitige Automatisierungs- und Steuerungstechnik

Die Automatisierungstechnik für dieses System hat Spangler Automation geplant, gefertigt und programmiert. Drei Schaltschränke wurden mit einer zentralen Siemens SPS S7-1516 ausgestattet. Zusätzlich erfolgte die Anbindung der Anlage an das Leitsystem, welches lokal bedient werden kann. Durch den Siemens IPC477E 22 Zoll entstand ein übersichtliches Anlagenbild und ermöglicht somit ein intuitives Arbeiten vor Ort. Die Kopplung der drei Schaltschrankfelder wurde mit dem dezentralen Interfacemodul ET200SP realisiert. Das Multifunktionsmessgerät PAC3220 von Siemens dient der Energieanalyse, Strom- und Spannungswerte sind online verfügbar. Die kontinuierliche und gleichmäßige Beschickung der Anlagentechnik wird mit zwei Frequenzumrichter gesteuerten Pumpen zuverlässig sichergestellt.

Spangler Kids Day – eine tolle Initiative, die einen einzigartigen Einblick in die Arbeitswelt der Eltern für die jüngsten Familienmitglieder ermöglichte.

Angesichts des schulfreien Feiertages, an dem die Eltern trotzdem ihren beruflichen Pflichten nachkommen mussten, entschied sich Spangler, einen halben Tag lang die Betreuung der Kinder ihrer Mitarbeiter zu übernehmen. Der Spangler Kids Day fand in der Vergangenheit schon mehrfach statt und wurde ins Leben gerufen, um den Kindern nicht nur ein besonderes Event in der schulfreien Zeit zu bieten, sondern auch, um in einer lockeren Umgebung den Arbeitsplatz ihrer Eltern intensiv kennenzulernen.

Erfolgsfaktor Familie

Die Geschäftsleitung der Spangler GmbH unterstreicht mit dem Kids Day ihr starkes Engagement für die Vereinbarkeit von Beruf und Familie, was ihnen bereits eine Auszeichnung als familienfreundliches Unternehmen vom Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend eingebracht hat. Die Aktion bietet den Kindern die Möglichkeit, ihre Eltern von einer neuen Perspektive zu erleben und zeigt, wie sehr das Unternehmen die Wertschätzung der Familie in den Mittelpunkt stellt.

Der Tag begann mit einer herzlichen Begrüßung der Kinder, gefolgt von einem Gruppenfoto und einem unterhaltsamen Vorstellungsspiel, bei dem sich der Nachwuchs näher kennenlernen konnte. Die motivierten Sprösslinge durften sich anschließend mit ihren Betreuerinnen ein gesundes Frühstück selbst zubereiten, was den Tag mit Spaß und Gemeinschaftssinn einleitete.

Das Highlight – Sicherer Umgang mit Strom

Der Höhepunkt des Tages waren zweifellos die faszinierenden Experimente mit selbstgebastelten Batterie-Männchen, bei denen sie von zwei Auszubildenden angeleitet wurden, die derzeit eine Ausbildung zur Elektronikerin Automatisierung- & Systemtechnik absolvieren.

Wie im echten Arbeitsalltag wurden die Erkenntnisse geprüft und anschließend protokolliert. Dieses praktische Lernen unterstreicht Spanglers Engagement für die Förderung von Bildung, insbesondere im MINT-Bereich.

Die Fachkräfte der Zukunft begeistern

Der Spangler Kids Day endete mit einem Höhepunkt, als die Kinder die Arbeitsplätze ihrer Eltern besuchten und einen ersten Einblick in deren tägliche Arbeitswelt erhielten. Diese Initiative unterstreicht Spanglers Ziel, nicht nur den Eltern Wertschätzung entgegenzubringen, sondern auch den Kindern den möglichen Arbeitsplatz von morgen vorzustellen.