Integration auf allen Ebenen: Gebäudeleittechnik mit Vipa-Steuerungssystemen

Die Johannes-Diakonie Mosbach betreut in ihren Einrichtungen insgesamt 3200 Menschen mit Behinderungen. Die weitläufigen Areale mit Werkstätten, Wohnhäusern und Therapieeinrichtungen verfügen z.B. über einen eigenen Trinkwasserbrunnen und eine zentrale Wärmeerzeugung. Gebäudeleittechnik mit Vipa sorgt überall für reibungslose Abläufe und effizienten Energieeinsatz.
Die Johannes-Diakonie wurde 1880 gegründet und ist damit eine der ältesten Einrichtungen für Menschen mit Behinderungen und Menschen mit vergleichbarem Unterstützungsbedarf in Süddeutschland. Zurzeit werden in ihren Einrichtungen 3.200 Menschen gefördert, begleitet, behandelt und gepflegt. Außerdem werden von hier aus Personen, die in Familien oder in eigenen Wohnungen leben, betreut.

Große Liegenschaften

Unter den vielen Standorten der Diakonie sind Schwarzach und Mosbach besonders große Liegenschaften. Am Standort Mosbach leben z.B. 560 Personen in Wohnstätten und Außenwohngruppen. Außerdem gibt es hier eine Neurologisch-Psychiatrische Klinik mit Tagesklinik, eine Klinik für Innere Medizin, die Sonderschule und den Schulkindergarten für rund 135 Kinder, die Mosbacher Werkstätten für behinderte Menschen (WfbM) mit 470 Plätzen, das Berufsbildungswerk mit rund 380 Ausbildungsplätzen, zu dem auch eine Sonderberufsschule, ein Internat und Außenwohngruppen gehören und die Fachschule für Sozialwesen, die 240 Plätze in den Fachrichtungen Heilerziehungspflege, Heilerziehungshilfe und Altenpflege anbietet. Über einen eigenen Brunnen wird Trinkwasser gefördert, aufbereitet und in den eigenen Hochbehälter gepumpt. Am oberen Rand des Geländes befindet sich auch die Technikzentrale, in der die Wärmeerzeugung für das gesamte Areal zentral vorgenommen wird. Hier wird Prozesswasser für das Fernwärmenetz erhitzt und Dampf für die Wäscherei und die Küche erzeugt. Immerhin kommen gerade im Pflege- und Klinikbereich große Mengen an Schmutzwäsche zusammen, die in einer eigenen Wäscherei gereinigt und gemangelt werden. In Kühlhäusern werden Lebensmittel für die vielen Bewohner und Mitarbeiter gelagert und auch für die Klimatisierung z.B. im Küchenbereich wird zentral gesorgt.

Mehr Transparenz

Man kann sich vorstellen, dass all diese Bereiche große Mengen Energie verbrauchen. Ein Teil davon wird im eigenen BHKW hergestellt. Der Rest wird eingekauft. Um hier Einsparpotenziale zu nutzen, mehr Transparenz über Verbrauchsmengen zu haben und bei Störungen schneller reagieren zu können, entschloss sich die Betriebstechnik, die beiden großen Liegenschaften in Mosbach und Schwarzach komplett mit intelligenter Technik auszurüsten. Die Anforderungen an das System waren dabei enorm: Immerhin sollten nicht nur Heizung, Klimatisierung und Wärmeerzeugung integriert werden, sondern zusätzlich auch die Wasser- und Stromversorgung mit eingebunden werden. Von der Trinkwasser- und Warmwasseraufbereitung bis hin zum Wasserstand des Hochbehälters und den Durchflussmengen der Pumpen sollten alle wichtigen Parameter jederzeit genauestens überwacht und protokolliert werden. Auch Sicherheitsfunktionen wurden vorgesehen – so verhindern z.B. Leckage-Sensoren in den einzelnen Häusern Wasserschäden und lösen automatisch eine Alarmmeldung und die Abschaltung des jeweiligen Wasserkreislaufs aus.

Gigantische Datenmengen

„Alles in allem kommt hier eine gigantische Anzahl an Analogwerten zusammen, die verarbeitet werden müssen“, erzählt Planer Friedrich Schmitt. „In Schwarzach kommen wir auf mehr als 10.000 E/A-Punkte und in Mosbach werden es noch wesentlich mehr werden“, berichtet er vom Stand der Umsetzung. So war Schmitt auf der Suche nach einem System, das in der Lage ist, diese riesigen Datenmengen zu verarbeiten – das gleichzeitig aber vom Platz- und Investitionsbedarf her deutlich im Rahmen bleibt. Fündig wurde er bei der Vipa GmbH – dem Mittelständler aus dem fränkischen Herzogenaurach, dessen Lösungen für die Gebäudeleittechnik bereits in vielen Gebäuden weltweit zum Einsatz kommen und ebenso bei vielen großen Industrieunternehmen als Standard gesetzt sind. Alle eingesetzten Speed7-CPUs des System 300S von Vipa verfügen standardmäßig über eine Ethernet- und Profibus-Master-Schnittstelle – „genau das, was wir für diese Anwendung brauchten“, so Schmitt. Außerdem überzeugte ihn der leistungsfähige Speicher im Vergleich zu anderen Herstellern. „Um dieselbe Kapazität und vergleichbare Schnittstellen zu haben, zahle ich woanders rund 1.000 Euro mehr“, begründet er seine Wahl zum Einsatz von Vipa-Komponenten. Hinzu kommt, dass er mit Vipa deutlich mehr Platz im Verteilerschrank hat – immerhin kann er hier seine 315SB CPU und den dezentralen Profibus-Slave 353-1DP01 mit bis zu 32 Baugruppen einzeilig erweitern. „Pro CPU haben wir hier teilweise 800 bis 1.000 Datenpunkte – das muss eine SPS erst mal verarbeiten können“, berichtet er von den Herausforderungen der komplexen Haustechnik bei der Diakonie.

Vipa-CPUs als Lösung

Aufgebaut hat er die gesamte Leittechnik inklusive der Steuerungstechnik als Ethernet-Netz, das die einzelnen CPUs, die sich in den unterschiedlichen Gebäuden befinden, miteinander verbindet und verschiedenste Werte der CPUs für das übergeordnete Leitsystem zur Abholung bereit stellt. Die dafür erforderliche TCP/IP-Schnittstelle ist bei allen Vipa-Speed7-Steuerungen immer standardmäßig vorhanden. Zusätzlich dient ein zentraler Server mit WinCC von Siemens als Backbone. Hier werden alle Daten protokolliert und zusätzlich gibt ein Drucker in der Technikzentrale definierte, besonders wichtige Parameter fortlaufend aus. Darüber hinaus wird das neue I/O-System Slio, ebenfalls von Vipa, z.B. bei den Unterflutungspumpen als dezentrale Peripherie eingesetzt. Das Vipa-Kompaktsteuerungssystem 200V wird in Verbindung mit einem M-Bus-Master für verschiedenste Durchflussmengenzählungen genutzt.

Mehr Sicherheit

Alarme und Störmeldungen erscheinen sofort auf dem Bildschirm des Mitarbeiters in der rund um die Uhr besetzen Technischen Leitzentrale. Da es sich hier um qualifizierte Meldungen im Klartext handelt, kann der Mitarbeiter entscheiden, ob er sofort einen Techniker rufen muss oder ob die Behebung des Fehlers eventuell Zeit bis zum nächsten Morgen oder Werktag hat. Um jederzeit vor Ort Daten ablesen oder in die Steuerung eingreifen zu können, gibt es in jedem Schaltschrank eine RJ45-Schnittstelle. Hier können sich die Techniker jederzeit mit dem Laptop und einem Standard Ethernetkabel einen Überblick über die gesamte Anlage verschaffen, nach Ursachen für Störungen suchen oder Änderungen der Programmierung direkt vornehmen.

Touchpanels vor Ort

Außerdem wurden zusätzlich viele Schaltschränke mit den Vipa-5,7″-Touchpanels mit integrierter Ethernet-Schnittstelle ausgestattet. Sie zeigen alle relevanten Werte der jeweiligen Aggregate an und wurden immer nach derselben Struktur programmiert, damit die Techniker sich jederzeit, überall und ohne Probleme zurechtfinden kann. Während in Schwarzach die Automatisierung mit insgesamt 30 Vipa-Steuerungssystemen bereits abgeschlossen ist, feilt Friedrich Schmitt in Mosbach noch an den letzten Anwendungen. Auch die nächsten Schritte stehen schon fest. So soll z.B. ein Lastmanagement aufgebaut werden, das die Betriebskosten weiter senken wird. Schlussendlich wird das Gesamtprojekt dann einen Endausbau von ca. 60 Vipa-Steuerungssystemen umfassen und soll bis Ende nächsten Jahres fertiggestellt sein. „Die Entscheidung hin zu Vipa mit dem Komplettangebot an Steuerungen, Touchpanels sowie den I/O-Systemen, war für uns in jedem Fall die richtige Entscheidung“, untermauert Schmitt seine Wahl. „Hier können die Komponenten mal so richtig zeigen was sie können“, schwärmt er.

Kasten: Informationen

– Die Vipa-CPU ist durch die Speed7-Technologie besonders geeignet für die auftretenden Geschwindigkeitsanforderungen in der Gebäudetechnik.
– Ohne zusätzliche Hardware hat die Vipa-Speed7-CPU alle erforderlichen Schnittstellen wie MPI, Profibus-Master und Ethernet bereits on Board.
– Im Falle von Softwareerweiterungen kann der Speicher der Speed7-CPU ohne Hardwarewechsel flexibel über eine MCC von Vipa erweitert werden.
– Vipa 315SB + 353-1DP01 – bis zu 32 Baugruppen einzeilig erweiterbar
– Vipa-System 200V Modulvielfalt – M-Bus-Master für Durchflussmengenzählung
– Vipa-Slio-System – das neue dezentrale System von Vipa, das es ermöglicht, mit feingranularen Baugruppen verschiedenste dezentrale Stationen kompakt und somit perfekt für die Gebäudeleittechnik, platzsparender einzubauen.
– Vipa-Touchpanels – durch die Leistungsfähigkeit und die integrierte Ethernet-
Schnittstelle sind diese besonders für die großen Speicheraufkommen bei Vernetzung in der Gebäudeleittechnik geeignet.
– Vipa-CPUs und -Touchpanels mit integrierter Ethernetschnittstelle – einfache Programmierung ohne besonderen Programmieradapter für die Techniker

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