Regelungstechnik

SYSBO ist die Schweizer Vertretung des Marktführers in Fernwärme-Leittechnik und hat diese Technologie in den Schweizer Markt eingeführt.


Die SCHNEID GmbH mit Sitz im österreichischen Graz wurde 1986 gegründet und beschäftigt derzeit etwa 30 Mitarbeiter. Schon mit Beginn des österreichischen Biomassebooms erkannte man bei SCHNEID, dass die holzbefeuerten Fernwärmeanlagen unter dem Wettbewerbsdruck von billigem Öl und Gas nur mit ausgefeilter Regelungstechnik wirtschaftlich zu betreiben waren. Mit der Entwicklung eines fernwärmetauglichen BUS-Systems und darauf abgestimmter Fernwärmeregler bekamen die Betreiber ein Werkzeug in die Hand, mit dem die Wärmeverbünde im Betrieb optimiert und der Betreuungsaufwand auf ein Minimum reduziert werden konnte. 


Mittlerweile ist SCHNEID der Marktführer bei busgestützten Fernwärme-Leitsystemen und kann auf die Erfahrung von weit über 1000 realisierten Anlagen vom Micronetz bis zu Grossanlagen mit etwa 1000 vernetzten Abnehmern zurückblicken. 


Neben der Fernwärme-Leittechnik fertigt SCHNEID auch hochentwickelte Regelungen für Solar-Contractoren, Erdgas-Tankstellennetze, Lüftungstechnik und Einzelraumregelungen.

Fernwärme-Leitsystem

Nah- und Fernwärmeverbünde sind meist grössere und komplexe Anlagen, wo Wärme zentral erzeugt und über erdverlegte Leitungen an viele Wärmebezüger verteilt wird. Obwohl Erzeuger und Verbraucher oft räumlich weit auseinander liegen, ist der Wärmeverbund als eine einzige grosse Heizungsanlage zu verstehen.

Für den wirtschaftlichen Betrieb eines Wärmverbundes ist es unerlässlich, dass

  • die Zentrale abhängig von den Bezügern betrieben wird, 
  • die Wärmetransportkosten (Pumpenstrom, Isolationsverlust) minimiert werden, 
  • Betriebsoptimierungen mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden können, 
  • das Betriebspersonal per Fernwartung arbeiten kann, 
  • Wärmezählerdaten rechtzeitig zur Abrechnung bereitgestellt werden, 
  • externe Betriebs- und Störmeldungen an die Zentrale übertragen und weitergeleitet werden. 

Das SCHNEID Fernwärme-Leitsystem visualisiert und protokolliert sämtliche Betriebsdaten, stellt nützliche Statistiken bereit, ist leicht zu bedienen und ist daher das unverzichtbare Werkzeug zum wirtschaftlichen Betrieb eines Wärmeverbundes.

Regelung / Visualisierung Zentrale

Die Zentrale ist das Herzstück des Wärmeverbundes. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit, aber auch für das Emissionsverhalten, ist ein optimiertes Zusammenspiel der einzelnen Erzeuger in Abhängigkeit der Verbraucher. Das MSRL-System wird nach Vorgabe des Planers individuell programmiert und visualisiert. Die meisten Regelungsaufgaben werden jedoch von vielfach bewährten und immer weiterentwickelten Programmblöcken abgedeckt. So sind z.B. verschiedene Betriebsarten für die Wärmeerzeuger im Programm enthalten und können je nach Betriebserfordernis frei gewählt werden.


Nachfolgend einige Beispiele: 

Wärmeerzeuger

Diese sind meist mit einer eigenen Regelung ausgerüstet. Die funktionsentscheidende Schnittstelle wird über wenige potentialfreie Kontakte und analoge Signale realisiert. Die Betriebsdaten (sofern erzeugerseitig beigestellt) werden per Datenbus ins Leitsystem eingelesen, visualisiert und archiviert. Kesselanlagen werden üblicherweise mit Vorgabe der Feuerungsleistung und separater Ein- und Austrittsregelung betrieben.

Ergebnis: Konstante Austrittstemperatur über den vollen Leistungsbereich und bei verminderter Kessel-Maximalleistung, z.B. bei schlechter Brennstoffqualität.

Wärmespeicher

Über den Wärmespeicher werden Schwankungen zwischen Erzeuger- und Verbraucherseite ausgeglichen. Sein Soll-Ladezustand wird über die Aussentemperatur und die Tageszeit ermittelt. Aus der Ladezustands-Soll-Ist-Abweichung wird für jeden Wärmeerzeuger ein individuelles Leistungsvorgabesignal generiert.

Ergebnis: Im Winter wird im Speicher genügend Reserve für Wärmebedarfsspitzen vorgehalten und im Sommer wird er nicht mehr als notwendig aufgeladen.

Temperaturregelung Fernleitung

Nachdem die Vorlauftemperatur der Fernleitung in einem eher schmalen Bereich variiert (z.B. Sommer 70°C, Winter 90°C), die Durchflussmenge aber extrem schwankt (von 0-100%), kann eine akzeptable Regelungsgüte nur mit mehreren kaskadierten Mischventilen (meist 1/3 + 2/3) erreicht werden. Die Umschaltung der Ventile (klein/gross/klein+gross parallel) erfolgt über den aktuellen Durchfluss im Fernwärmenetz.

Ergebnis: Präzise Vorlauftemperaturregelung, besonders wichtig bei temperaturempfindlichen Kunststoff-Fernleitungen.

Druckregelung Fernleitungspumpen

Fernleitungspumpen müssen immer zwischen der Höchst- und der Minimaldrehzahl (meist 30%) betrieben werden. Das bedeutet, dass eine Pumpe, die auf 100% Leistung ausgelegt ist, über einen Zeitraum des Jahres auf Minimaldrehzahl läuft, obwohl diese Förderleistung gar nicht benötigt wird. Hier wird mit unnötigem Stromverbrauch ein Differenzdruck aufgebaut, der an den Fernwärmventilen der Abnehmer wieder vernichtet wird.

Deshalb ist es meist sinnvoll, mehrere kaskadiert betriebene Fernleitungspumpen (z.B. 3 x 50%) einzusetzen. So wird der Regelbereich verdoppelt und es besteht volle Ausfallssicherheit beim Defekt einer Pumpe. Der notwendige Differenzdruck und somit die Drehzahl und die Anzahl der betriebenen Pumpe(n) wird über die Ventilstellung der Abnehmer ermittelt. Es wird dadurch nur soviel Wasser im Fernwärmenetz umgewälzt, dass alle Verbraucher gerade noch ausreichend versorgt werden.

Ergebnis: Minimierter Pumpenstromverbrauch bei variablen Schlechtpunkten

Automatische Abschaltung Fernleitungspumpen

Über die Buskommunkation mit den Abnehmern wird in der Zentrale auch der Betriebszustand der Abnehmer erfasst. Ist kein Abnehmer in Betrieb, wird die Fernleitungspumpe abgeschaltet.

Ergebnis: Pumpenstromeinsparung und Schonung der Pumpe(n)

Regelung / Visualisierung Abnehmer

Visualisierung Abnehmer

Alle geregelten Anlagenteile werden übersichtlich visualisiert und sind per Fernwartung konfigurierbar und handschaltbar. 


Die Auswertung der Daten erfolgt über frei definierbare Schreiber mit der Möglichkeit zum Datenexport als CSV-Datei.


Die Darstellung der Datenpunkte bzw. der Buttons haben folgende Bedeutung:

gelb = Wärmezähler

weiss = Ist-Werte

grau = Soll- oder Min./Max-Werte

= Hilfefenster

Datenbus

Datenbus

Für die Vernetzung der einzelnen Regler mit dem Leitrechner stehen steckbare Kommunikationsmodule für folgende Bussysteme zur Verfügung:

  • SCHNEID Funk-Datenbus in Mesh-Technik (Sender/Empfänger/Repeater) oder Punkt zu Punkt
  • SCHNEID-Datenbus (Cu-4-Draht)
  • Modbus-RTU (Cu-2-Draht)
  • M-Bus (Cu-2-Draht)
  • Modbus-IP (Netzwerk, LWL)
  • TCP-IP (Netzwerk, LWL) - keine statische IP-Adresse erforderlich
  • Profibus - in eingeschränktem Umfang

Die unterschiedlichen Bussysteme sind nahezu frei miteinander kombinierbar (z.B. Funk/Kupferdraht/Internet). So können situationsangepasste und kostengünstige Lösungen realisiert werden.


Durch die kostengünstigen Hardwaremodule besteht die Möglichkeit, zu einem späteren Zeitpunkt das Bussystem zu wechseln, ohne die gesamten Regler neu anschaffen zu müssen.


Ein in der Praxis weiterer wichtiger Vorteil ist, dass über den Datenbus die Reglersoftware per Fernwartung upgedatet werden kann. Dies ist z.B. notwendig, wenn nach einem Zählertausch ein geändertes M-Bus-Protkokoll ausgelesen werden muss.

Modulregler MR12

Der Modulregler MR12 ist der Nachfolger des Modulreglers MR08.


Downloadbereich MR12

Modulregler MR08

Der Modulregler MR08 ist ein frei programmierbares Regelungssystem, konfigurierbar für eine Vielzahl an Regelungsaufgaben in der Heizungs-, Warmwasser- und Solartechnik.


Die Basisausführung besteht aus der Bedienkonsole/CPU und dem über ein Flachbandkabel verbundenen Regler-Basismodul. Kann die Regelungsaufgabe mit dem Basismodul nicht abgedeckt werden, kann es mit folgenden Erweiterungsmodulen individuell ergänzt werden:

  • Kommunikationsbasismodul mit 3 Steckplätzen für Busmodule
  • Ein-/Ausgangsmodul für wahlweise 8 digitale oder analoge Eingänge und 4 analoge Ausgänge
  • 3 Erweiterungsmodule für geregelte Verbraucherkreise (MR08 Standard)
  • 7 Erweiterungsmodule für geregelte Verbraucherkreise (MR08 SPS)

Die häufigsten Bedienungen erfolgen über 2 analoge Drehknöpfe, detaillierte Eingaben über das leicht verständliche Menü. 


Als Programmspeicher dient eine handelsübliche Micro-SD-Karte, als Temperaturfühler werden grundsätzlich PT1000-Fühler verwendet.


Der Regler wird meist in einem soliden Metallgehäuse mit Türe geliefert, kann aber auch in bestehende Schaltschränke eingebaut werden.


Downloadbereich MR08

Modulregler MR07

Der Modulregler MR07 ist eine frei programmierbare SPS, die hauptsächlich für die Regelung von Energiezentralen und Sonderlösungen eingesetzt wird. 

Die Basisausführung besteht aus der Bedienkonsole/CPU und dem über ein Flachbandkabel verbundenen Regler-Basismodul.

Das Basismodul kann mit einer Vielzahl direkt steckbarer oder über Busleitung verbundener digitalen und analogen Ein-/Ausgangsmodulen sowie mit einem Kommunikationsmodul individuell erweitert werden.

Als Programmspeicher dient eine handelsübliche SD-Karte, als Temperaturfühler werden grundsätzlich PT1000-Fühler verwendet.


Downloadbereich MR07