Schleusenanlage Kiel-Holtenau

Radioline-Funksystem zur Überwachung von Baumaßnahmen an der Schleuse Kiel-Holtenau

Schleuse Kiel-Holtenau  

Das Radioline-Funksystem unterstützt die Überwachung von Baumaßnahmen an der Schleuse

Nach über 100 Jahren Nutzungsdauer sollen die Versorgungsdüker der bei Kiel gelegenen Schleusen des Nord-Ostsee-Kanals erneuert werden. Die aufwändigen Arbeiten erfolgen parallel zum Schleusenbetrieb in einer Tiefe von circa 30 Metern.

Während der Bautätigkeit vermessen hochwertige Sensoren alle wichtigen Punkte des Schleusenbauwerks, wobei die entlegenen Messstationen über Radioline-Funksysteme von Phoenix Contact mit dem zentralen Kontroll- und Alarmierungssystem verbunden werden.

Applikation

Die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) betreibt eine Vielzahl von Schleusen in Deutschland, unter anderem die Schleusen des Nord-Ostsee-Kanals bei Kiel. Die Anlage, die aus einer großen und einer kleinen Schleusengruppe mit jeweils zwei Kammern besteht, wird durchgehend befahren. Nach einem über hundertjährigen Betrieb entsprechen die unter den Schleusengruppen errichteten Tunnel nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik. Diese Tunnel werden Versorgungsdüker genannt – hier liegen die Leitungen für Energieversorgung, Wasser und Abwasser sowie Kommunikation.

Aus wirtschaftlichen Gründen sowie zur Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit der Schleusengruppen entschieden sich die WSV-Verantwortlichen für einen Ersatzneubau. Während die Schleusen weiterhin befahrbar sind, wird unter der gesamten Anlage in circa 30 Metern Tiefe mit modernster Technik ein etwa 400 Meter langer und rund zwei Meter breiter Tunnel gebohrt. Mehrere neu zwischen den Kammern zu erstellende Schächte dienen dem Anschluss der Versorgungsleitungen. Dieser Bauabschnitt ist eine Vorbereitung für weitere umfassende Maßnahmen zur Modernisierung der Schleusenanlage.

Lösung

MCC-Systeme von Glötzl  

Die MCC-Systeme von Glötzl sind in vier verschiedenen Bereichen der Schleuse installiert

Zur Bauwerksüberwachung und Auswertung der Messergebnisse kommen Komponenten der Glötzl Gesellschaft für Baumesstechnik mbH aus Rheinstetten bei Karlsruhe zum Einsatz. In der Schleusenanlage in Kiel-Holtenau werden die Messinstrumente in vier Bereichen von dezentralen Messwertaufnehmern – sogenannten MCC-Systemen (Measurement Communication Control) – erfasst.

Die Herausforderung bestand darin, dass die vier räumlich verteilten Stationen ihre Daten an die zentrale MCC-Masterstation übermitteln, die in der Leitzentrale auf der Mittelinsel angesiedelt ist. Zwischen den einzelnen Stationen und der Leitzentrale müssen nicht nur mehrere hundert Meter Distanz, sondern auch die Schleusenkammern überwunden werden. Daher scheidet das Verlegen von Leitungen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen aus.

„Vor diesem Hintergrund haben wir uns für das Radioline-Funksystem von Phoenix Contact entschieden, weil es flexibel einsetzbar ist“, erläutert Joachim Haberland, als Projektleiter bei der Glötzl Baumesstechnik für die Bauwerksüberwachung der Schleusenanlage zuständig. „Mit den Radioline-Modulen lassen sich sowohl I/O-Signale als auch serielle Daten übertragen, wobei keine Folgekosten entstehen“.

Übersichtsdarstellung der Schleusenanlage Kiel-Holtenau  

Übersichtsdarstellung der Schleusenanlage Kiel-Holtenau

Alternative Übertragungswege bei Verbindungsunterbrechung

Die an den Schleusenbauwerken montierten Sensoren tasten die Oberfläche mit hoher Präzision ab und nehmen so Neigungen und Verschiebungen der Kammerwände auf. Außerdem wird an zehn Stellen durch Pegelsensoren der Grundwasserstand ermittelt. Diese Signale geben die Sensoren über eine serielle RS485-Schnittstelle aus.

Das Radioline-Funksystem wird direkt an den RS485-Ausgang des Messwertaufnehmers angeschlossen und kommuniziert die Werte dann drahtlos an die Leitzentrale. Hier speichert der MCC-Master die Daten und wertet sie aus.

„Sämtliche Messwerte lassen sich jetzt permanent aufzeichnen, sodass eventuell auftretende Störfälle frühzeitig erkannt und sofort Gegenmaßnahmen ergriffen werden können“, stellt Jürgen Glötzl, Geschäftsführer von Glötzl Baumesstechnik, fest.

Serielle und I/O-Daten lassen sich weiterleiten

Grundlage des Radioline-Systems, das sich an den besonderen Bedürfnissen industrieller Infrastrukturanwendungen orientiert, bildet die neue Funktechnologie Trusted Wireless 2.0. Sie schließt die Lücke zwischen WirelessHart als Lösung für Sensornetzwerke in der Prozesstechnik sowie den in der Fabrikautomation etablierten Wireless-Standards Bluetooth und Wireless-LAN.

Je nach Applikationsanforderung bieten die Radioline-Module verschiedene Einstellmöglichkeiten. Von der einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindung bis zu selbstheilenden Mesh-Netzwerken lassen sich beliebige Netzwerkstrukturen aufbauen.

Fazit

Jürgen Glötzl und Joachim Haberland  

Geschäftsführer Jürgen Glötzl und Projektleiter Joachim Haberland

Durch die Verwendung des Radioline-Funksystems hat die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) viel Zeit und Geld eingespart.

„Nachdem die Wireless-Module die aufgenommenen Messwerte nun seit mehreren Monaten ohne jeglichen Ausfall an die Leitzentrale kommunizieren, sind meine Erwartungen an die Stabilität der Funkverbindung übertroffen worden“, resümiert Jürgen Glötzl. „Aufgrund dieser positiven Erfahrungen werden wir auch in Zukunft Funklösungen von Phoenix Contact nutzen."

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