Bei der Biogasanlage in Gordemitz realisierte Spangler die Automatisierung, angefangen beim Engineering, über die SPS-Programmierung, die Leitsystemerstellung, die Fertigung bis hin zur Inbetriebnahme. Es wurden 21 Schaltschrankfelder geplant und projektiert, welche auf verschiedene Bauwerke verteilt sind.

Energie für bis zu 4.000 Haushalte

Das Herzstück der Automatisierung ist die individuell auf die Biogaserzeugung abgestimmte Software. Zur Prozessüberwachung verwendete SPANGLER das WinCC-Leitsystem von Siemens, das die Bedienung der gesamten Anlage visualisiert. Ein besonderes Detail: Zusätzlich zum konventionellen Rechner lässt sich die Anlage auch via WLAN mit Hilfe eines Tablet-PCs steuern. Als Steuerung wurde eine SIMATIC Siemens S7 verbaut.

Für die Biogasanlage, die von der BALANCE GmbH betrieben wird, wurde die Feststoffbeschickung mit Förderbändern und Schnecken gewählt. Es werden verschiedene Substrate verarbeitet, unter anderem gehäckselter Mais, Ganzpflanzensilage, Grassilage sowie Hühnertrockenkot (HTK). Es besteht die Möglichkeit, die Anlage über eine zusätzliche Grube mit Rindergülle oder anderen flüssigen Stoffen zu beschicken. Ein kleiner Teil des erzeugten Biogases wird für die Wärmeerzeugung der Gärbehälter auf der Anlage verwendet. Der restliche, größere Teil des erzeugten Biogases wird mit Hilfe einer Gasaufbereitung mit nachgeschalteter Gaseinspeisung als Biomethan ins Erdgasnetz eingespeist. Insgesamt sind es knapp 700 Kubikmeter Biomethan pro Stunde, womit im Durchschnitt bis zu 4 000 Haushalte versorgt werden können.

Rund um die Uhr informiert

Durch die integrierte Störmeldealarmierung haben die Anlagenbetreiber die Möglichkeit, rund um die Uhr auf dem aktuellen Stand zu bleiben. Störmeldungen können per SMS, Mail oder Sprachanruf an das Betriebshandy übermittelt werden. Die übertragenen Meldungen werden im Klartext transferiert, d.h. der angezeigte Störmeldetext des Leitsystems wird 1:1 übertragen. Standardmäßig wird die SMS-Alarmierung genutzt. Zusätzlich besteht eine Eskalationsvariante. Wenn ein Benutzer nicht erreicht wird bzw. dieser nicht innerhalb einer gewissen Zeit antwortet, wird automatisch auf den nächsten Empfänger gewechselt.

Wurde der Kunde über einen Störfall auf der Anlage informiert, kann er sich von der Ferne auf den Anlagen-PC schalten. Der Remotezugriff kann von jedem beliebigen internetfähigen Gerät durchgeführt werden. Der Kunde hat nach dem Aufschalten die gleiche Sicht auf den Anlagen-PC wie vor Ort.

Spangler ist UL-gelisteter Schaltanlagenhersteller und somit zertifiziert, Anlagen für den nordamerikanischen Markt zu fertigen. Eine regelmäßige Inspektion durch die UL Germany gewährleistet einen gleichbleibend hohen Standard auf Grundlage der aktuellen Normen.

Schaltschrankbau nach UL508A

Die UL508A ist die relevante Norm für den Schaltschrankbau in Nordamerika (Industrial Control Panels). Diese unterscheidet sich grundlegend von den weit verbreiteten IEC-Normen, da nicht nur die Anlage, sondern auch der Fertigungsprozess geprüft wird. Für die Inbetriebnahme einer Anlage ist die Abnahme durch den örtlich zuständigen AHJ (Authority Having Jurisdiction) nötig. Darüber hinaus konzipiert Spangler, neben Schaltschränken für General Use, hauptsächlich Steuerungen für Industrial Machinery. Hierbei wird auch die NFPA79 Electrical Standard for Industrial Machinery beachtet, da zusätzlich zur UL508A weitere Anforderungen wie beispielsweise die Türverriegelung entstehen.

Schaltschrankbau im Ex-Bereich nach UL698A

Bei Einsatz in explosionsgeschützten Bereichen (hazardous locations) müssen zur Risikovermeidung spezielle Anforderungen nach UL698A erfüllt werden. Als einer von wenigen in Deutschland hat Spangler die erweiterte Zertifizierung und das Know-how Schaltanlagen für die Steuerung von Anlagenteilen im Ex-Bereich zu fertigen.

Abnahme vor Ort

Während in Nordamerika eine Abnahme vor Ort durch die örtliche zuständige Behörde AHJ (Authority Having Jurisdiction) vom Gesetzgeber vorgeschrieben ist, kommen in Ländern wie in Südamerika, im Mittleren Osten oder in Asien die Forderungen von den Kunden selbst. Durch Kennzeichnung der Schaltschränke mit UL-gelisteten Labels gewährleistet Spangler einen reibungslosen Ablauf der Inspektion und vermeidet dadurch Verzögerungen bei der Inbetriebnahme. Spangler bringt fast 20 Jahre Erfahrung in der Planung, Fertigung, Zertifizierung und Dokumentation von Schaltanlagen für den nordamerikanischen Markt mit und bietet auch weiterführende Unterstützung bei den Elektroplanungen an.

Drei Spangler UL-Spezialisten haben die MTR (Manufacturer Technical Representative) Prüfung bei UL Germany absolviert und nehmen an regelmäßigen Schulungen teil. Die Prüfung muss im 3-Jahres-Rhythmus wiederholt werden. So kann Spangler eine gleichbleibend hohe Qualität gewährleisten. Die Spezialisten haben schon viele Steuerungsanlagen – wie beispielsweise Wasserstofftankstellen in den USA oder Kläranlagen im Nahen Osten – nach UL-Norm konzipiert und gefertigt.

Aufgrund steigender Energiepreise wird die Abwasserwärmenutzung zunehmend wirtschaftlich interessant. Daher wurde in der Gemeinde Schallstadt, südwestlich von Freiburg im Breisgau, die günstige Lage des Neubaugebiets in der Nähe des Abwasserkanals genutzt und dort ein von HUBER SE entwickeltes System namens ThermWin installiert.Die Automatisierungstechnik für dieses System hat Spangler Automation geplant, gefertigt und programmiert. Bauherr und Betreiber des Nahwärmenetzes ist die Energiedienst AG.

Wärmeenergie aus Abwasser nutzen

Der nahegelegene Kanal sammelt das Abwasser der benachbarten Gemeinden Ebringen und Pfaffenweiler. Zur Entnahme des Abwassers wurde eine HUBER Schachtsiebanlage ROTAMAT® RoK4 Unterflur installiert, also unsichtbar. Diese steht an erster Stelle des geschlossenen Feststoffkreislaufs und dient zur Säuberung des Abwassers. Die Grobstoffe werden entfernt und zurück in den Kanal geführt. Pumpen fördern das energiereiche Abwasser zu den HUBER Wärmetauschern RoWin. Die Abwasserwärmetauscher besitzen eine automatisierte Selbstreinigung. Eine konstante Wärmeübertragung zu einem 500 m³ fassenden Pufferspeicher ist gewährleistet. Die RoWin zusammen mit der ROTAMAT RoK4 ergeben das HUBER ThermWin-Verfahren. Mit der gewonnenen Wärme wird ein Wohngebiet mit ca. 200 Wohnungen sowie das Rathaus geheizt, fossile Energieträger kommen dabei nicht zum Einsatz, wodurch nachhaltig unsere Umwelt geschont wird.

Technisches Know-how

Im Hauptschaltschrank wurde als Steuerung eine Siemens SPS S7-1512SP-1 PN verbaut, die über das Siemens Bediengerät TP700 bedient wird und das Loggen von Prozessparametern auf USB-Stick ermöglicht. Die Anbindung der Pumpstation wurde mit dem dezentralen Interfacemodul ET200SP realisiert. Beide Anlagenteile sind mittels einer LWL-Verbindung gekoppelt. Zu solch einer fortschrittlichen Maschine gehört auch eine innovative Steuerung, die Spangler bei diesem Projekt realisierte. Es besteht eine kurzzeitige Pufferung der 24VDC SPS-Spannung zur Gewährleistung einer sicheren Prozessparameterabspeicherung bei Spannungsausfall. Zusätzlich ist die Anlage via Sm@rtServer-Funktion an die webbasierenden Fernvisualisierung angebunden.

Moderne Industrieanlagen werden oft durch industrielle Kommunikationsnetzwerke befähigt in einem Netzwerkverbund zu kommunizieren und zu arbeiten. Dabei unterscheidet sich gebräuchliche Büro-Netzwerktechnik (IT-Welt) deutlich von der Technik, die in Steuerungsanlagen in der OT-Welt (Operational Technology) Anwendung findet. In den letzten Jahren haben sich OT und IT jedoch stärker miteinander verschmolzen, was als „Industrie 4.0“ bezeichnet wird.

OT und IT – Industrie 4.0

Durch die stetig steigende Vernetzung von OT und IT hat Spangler die Norm IEC 62443 als Grundlage verwendet, beide Seiten zu verknüpfen und trotzdem die Sicherheit der Anlagen zu gewährleisten. IT Security in Maschinen und Anlagen muss ganzheitlich betrachtet werden. Wichtig ist eine risikobasierte Segmentierung innerhalb der Gesamtanlage. Spangler Automation arbeitet im ersten Schritt ein kundenspezifisches Zellenschutzkonzept für die Schaltschränke aus und setzt dieses dann zusammen mit dem Kunden um.

Ganzheitliche Betrachtung – Norm IEC 62443 als Grundlage für IT Security

Vernetzung im Bereich der Sensorik und Aktorik ist in der Industrie seit Jahren unverzichtbar. Industriesysteme waren bisher allerdings Inseln und von den Office-Netzwerken getrennt. Dies hat sich in den letzten Jahren komplett geändert: Industrielle Netzwerke wurden mit anderen IT-Komponenten verbunden. Dadurch wird das Insel-Netzwerk angreifbar. Es liegt im Trend, Cloud-Infrastrukturen anzubinden, um mit ihrer Hilfe neue Geschäftsmodelle zu erschließen.

Vernetzung führt aber umgekehrt zur Öffnung und bringt die Gefahr von Missbrauch durch unberechtigte Personen mit sich. Jedes Industrieunternehmen oder jede Kommune braucht daher neben einer Digitalisierungsstrategie auch eine Strategie zur Sicherung des Produktionsprozesses, sowie des eigenen Know-hows zur Sicherung des Geschäftsmodells. Für industrielle IT-Sicherheit wurde die Norm IEC 62443 definiert. Sie enthält ein etabliertes, umsetzbares Vorgehensmodell für eine industrielle Cybersicherheitsstrategie und ist damit unkoordinierten Einzelaktivitäten klar überlegen. Seit Anfang 2019 liegen die wesentlichen Teile der Norm veröffentlicht vor, dies gibt Anwendern der Norm eine ausreichende Planungssicherheit.

Spangler Automation hat sich intensiv mit dieser Norm auseinandergesetzt. Diese dient nun als Grundlage für die IT-Sicherheit im Schaltschrank und der Anlage. Fokus ist hier die Segmentierung des Netzwerks der Anlage. Im Zuge dessen integriert Spangler auf Kundenwunsch eine Firewall in den Schaltschrank, welche die Kommunikation überwacht und Angriffe auf die SPS verhindert und somit die Kontinuität des kompletten Systems gewährleistet. Die Firewall gewährleistet gegenseitigen Schutz – zum einen für das System innerhalb des Schaltschranks und zum anderen für die Gesamtanlage des Kunden. Nicht erlaubte Zugriffe werden dadurch verhindert.

Bei verschiedenen Kundenschulungen Anfang des Jahres hat Spangler ausführlich über IT Security informiert und aufgeklärt.
Grundsätzlich ist eine Netzwerkunterteilung mit verschiedenen Funktionsgruppen immer von Vorteil. Wenn die Schaltschränke nicht miteinander kommunizieren können, kann auch keine Schadsoftware weitergegeben werden.

Da aber OT und IT immer mehr miteinander verschmelzen, die Anlagen zunehmend internet- und netzwerkfähig werden und somit ethernetbasierte Feldbusse wie beispielsweise PROFINET, EtherCAT und Modbus-TCP eingesetzt werden, müssen gewisse Schutzmaßnahmen festgelegt werden.

Patchmanagement

Ein Patchmanagement umfasst die Planung, Beschaffung und Prüfung von Patches. Bei einem Patch handelt es sich um eine Korrekturauslieferung für die Software, um Fehler zu beheben, meist um bekannt gewordene Sicherheitslücken zu schließen oder bislang nicht vorhandene Funktionen nachzurüsten. Das bedeutet, dass das Software-Inventar ständig aktuell gehalten wird. Möglich ist dies durch das regelmäßige Einspielen von Updates.
Spangler Automation kann seine Kunden dabei unterstützen, Updates z. B. über Fernzugriff oder mit Fernwartungsmodems einzuspielen.
Hier steht wieder die gesamtheitliche Betrachtung im Vordergrund. Es wird vorab entschieden, welches Update für welchen Kunden relevant ist, wie man den Nutzer benachrichtigt oder wie man die Updates einspielt.
Für IT Security gilt es, richtig vorbereitet zu sein. Unsere Spezialisten im Haus unterstützen Sie gerne dabei. Melden Sie sich bei uns für wichtige Präventivmaßnahmen.

Wir informieren Sie über eine personelle Veränderung in unserem Unternehmen. Unser langjähriger Mitarbeiter Franz Achhammer hat zum 01.04.2023 die Vertriebsleitung übernommen.

Seit 2006 war er als technischer Vertriebsmitarbeiter in unserem Unternehmen tätig, das letzte Jahr bereits als stellvertretender Leiter Vertrieb. Während seiner Vertriebstätigkeit in den vergangenen 17 Jahren konnte er durch sein hohes Engagement für die Belange seiner Geschäftspartner einen großen Kundenstamm aufbauen. Die solide, langjährige Zusammenarbeit mit Auftraggebern aus den unterschiedlichen Branchen geben ihm einen breiten Erfahrungsschatz, auf den er im Kundenkontakt erfolgreich zurückgreifen kann.

Franz Achhammer verfügt über eine bemerkenswerte Fachkompetenz und ist in den unterschiedlichsten Gebieten unterwegs gewesen. Als neuer Leiter Vertrieb ist er lösungsorientiert veranlagt und wird sich beständig für unsere Kunden einsetzen. Als Spezialgebiete der letzten Zeit sind die Themen regenerative Energien und Notstromversorgung zu nennen.

Neben seiner anspruchsvollen Tätigkeit will Franz sein Ehrenamt als Prüfungsbeisitzer bei der HWK weiterhin aufrechterhalten. Für sein Engagement für den Nachwuchs in der betrieblichen Ausbildung nimmt er sich gerne Zeit.

Wir freuen uns über einen engagierten Vertriebsleiter aus den eigenen Reihen und wünschen ihm mit den neuen Aufgaben viel Erfolg.