Pumpwerk Lufenwies ab 2020

Standort Aussenwerk

Aussenwerk PW Lufenwies Luftaufnahme

Standort Pumpwerk
PW-Lufenwies Altendorf
am 03.07.2011

Aussenwerk PW Lufenwies Südansicht

Steuerkabine Aussenansicht
PW-Lufenwies Altendorf
am 15.04.2020

Geschichte zum Bauwerk

Das Pumpwerk Lufenwies befindet sich beim Hafenweg 3, Altendorf.
Aussenwerk Besitzerin ist die Gemeinde Altendorf.
Das Aussenwerk wird 1983 als Pumpwerk erstellt, 1984 in Betrieb gesetzt.
Bis Februar 2020 ohne Alarmierung zur ARA Untermarch betrieben.
Wird daher auf einem wöchentlichen Rundgang kontrolliert.
Im Betriebsjahr 2010 wird nach 27 Jahren die Pumpe ersetzt.

Definition der ATEX Zonen:
Einbindung ins PLS ARA Untermarch:

Die Steuerkabine, aus Beton über dem Boden, ist in die ATEX freie Zone eingeteilt. Dieser Anlageteil wird gegen den Pumpenschacht gasdicht getrennt.
Der Pumpenschacht ist als gefährteter Bereich in die ATEX Zone 2 eingeteilt.
Februar Betriebsjahr 2020 die Totalsanierung Pumpwerk.
Der Zeitpunkt für die Einbindung ins Prozess Leitsystem der ARA Untermarch.

Pumpenschacht unter dem Boden

Pumpenschacht kurz nach der Inbetriebsetzung

Pumpenschacht mit Tauchpumpe
Rückhalteklappe (blau) und
Entlüftungsventil Druckleitung
am 28.02.2020

Steuerkabine in Aluminium Farbe: Antrazit
Steuerung mit Bediendisplay
nach der Inbetriebsetzung
am 28.02.2020

Typenschild mit den technische Daten: Entleerungspumpe «Lufenwies» 2010 - 2020

Bezeichnung:Entleerungspumpe «Lufenwies»
[ME 8W 0020]

Fabrikat: / Typ: Caprari: KCW080HE + 002741N1
Kabel: 7x1.5 mm2 Länge: 15 m

Schutzart: Kein Atex Schutzart
F / IP68

Spannung: 3 x 400VAC 50Hz

Leistung: 2.90 kW

Strom: 6.70 A

Drehzahl: 1'400 min^-1

Leistungsfaktor: cosPhi ...

Fördermenge: 10.50 l/s

Förder Höhe: 10.20 m

Laufrad Art: Freistrom Laufrad

Laufrad Typ / Mass: F 80

Pumpenschacht unter dem Boden

PW Lufenwies Steuerkabine Innenansicht

PW Lufenwies Steuerkabine Innenansicht
Steuerung kurz vor der Inbetriebsetzung
am 28.02.2020

PW Lufenwies BDE Diagramm

PW Lufenwies BDE-Diagramm vom PLS
in der Datenbank der ARA Untermarch
am 11.03.2020

Bedienung der Steuerung Anzeige der Betriebszustände

Für die Aggregate der Steuerung wird folgendes vorgegeben:

SUVA Sicherheits-Schalter:

Eingebaut in der Steuerplatte:
abschliessbar bis 3 Vorhänge Schlösser.
Vorschrift: SUVA (Arbeitssicherheit).

Schalterstellungen:

Stellung: «HAND»
Pumpe eingeschaltet: Dauerbetrieb
Stellung: «AUS»
Pumpe ausgeschaltet: abschliessbar (max. 3 Vorhängeschlösser)
Stellung: «FERN»
Automatikbetrieb Programm SPS ist aktiviert.

Steuerschalter: Vorwahl Drehrichtung (nur im Handbetrieb)

Eingebaut in der Steuerplatte: unterhalb Sicherheitsschalter Pumpe.
nicht abschliessbar
Ermöglicht einfache Bedienung: Für die Funktionskontrolle der Pumpe.

Vorwahl Schalter:
Vorwärts ↔ AUS ↔ Rückwärts

Stellung: «Vorwärts» Betriebsart: Vorwahl bei Handbetrieb: ⇒ Vorwärts
Stellung: «AUS» Betriebsart ist: ⇒ ausgeschaltet ist: ⇒ abschliessbar
Stellung: «Rückwärts» Betriebsart: Vorwahl bei Handbetrieb: ⇒ Rückwärts

Touchpaneal Bedienung der SPS und «Visualisierung»

Permanente Anzeige:
Ist-Wert: Niveaumessung Schacht
Betriebs Anzeige des Programmablauf
Alarm Meldeliste
Anzeige Betriebstunden,
Diagramme Pumpenbetrieb
Bedienung SPS Programme

Betriebskontrolle:

1 Betriebsmeldung Pumpe
1 Amperemeter Pumpe

Speicher Progammierbare Steuerung

1 Analog Eingang Drucksonde: ⇒ «Niveau» Messung Pumpenschacht.
1 Digital Eingang Stabsonde: ⇒ «hohes Niveau» Pumpenschacht.
1 Konduktive Niveaumessung: ⇒ im Pumpenschacht.
1 Digitalausgang «EIN / AUS» Pumpe: ⇒ Grenzwerte mit Hysterese
? Digitaleingänge:
⇒ Steuerschalter, MS-Schalter,
⇒ FI-Schalter und Rückmeldungen.

Messtechnik:

1 Niveaumessung:
⇒ «hydrostatische» Sonde 0 - 4 m WS
1 Alarmmeldung:
⇒ Stabsonde konduktiv «hohes Niveau»

Funktionsbeschreibung

Automatikbetrieb: (Normalbetrieb)

Steuerungs Konzept

Das Pumpwerk wird «autonom», mit der Vorort SPS, betrieben. Die Anbindung zum Prozess Leitsystem der ARA Untermarch ist, mit «GPRS» (General Packet Radio), realisiert. Mit der Anbindung wird der Funktionsablauf, seit Februar 2020, lückenlos erfasst und in der zentralen Abwasser Reinigungsanlage Untermarch archiviert.

Automatik Betrieb «Normalbetrieb»

Die Steuerung ist wie folgt aufgebaut: beim Überschreiten des «EIN» Schaltpunktes Pumpe wird die Tauchpumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Sobald das Niveau unter den «AUS» Schaltpunkt der Pumpe sinkt wird die Pumpe ausgeschaltet.
Beim nächsten Überschreiten des «EIN» Schaltpunkt Pumpe wird die Pumpe erneut in Betrieb gesetzt. Die Pumpe wird mit einem Frequenzumrichter betrieben.
Für die Alarm Meldung: «hoher Wasserstand» ist eine konduktive Stabsonde installiert.
Für die Reinigung des Pumpenschachtes ist eine Steuer Funktion eingebaut. Nach jeder 5. Einschaltung wird die Pumpe in Betrieb gesetzt. Sobald der «AUS» Schaltpunkt unterschritten ist beginnt die «Nachlaufzeit» 2 Minuten abzulaufen. Diese Nachlaufzeit ist so bemessen dass die Pumpe eine definierte Zeit schlürfen und somit zu einer Reinigung des Pumpen Schachtes beitragen.

Notstrom Betrieb

Bei einem «Spannungsausfall» schalten sich die Leistungsanlage Teile z. B. die Pumpen aus. Die eingebaute «USV» (Unterbruchfreie Spannung Versorgung) 24VDC, sorgt für die Alarmierung. Die SPS, dezentrale Peripherie, wird für zirka 1 - 2 Stunden die Datenaufzeichnung von der USV-Anlage weiterbetrieben. Dadurch wird, während des Stromnetz Ausfall, sicher alarmiert.

Der Pumpenschacht: Die untere Ebene

Er befindet sich unter dem Boden und besteht aus dem vorgefertigen Rohrschacht. Der Pumpenschacht ist mit einem 800 mm Gussdeckel dicht verschlossen. Für die Arbeitssicherheit ist der massive Gussdeckel mit Scharnier und Öffnungs Hilfszylinder ausgestattet. Diese Massnahme ermöglicht dem Betriebspersonal einen gesicherten Zugang zu den Installationen im Rohrschacht, bei Kontrollen und Wartungen.
Ganz unten im Schacht ist die ATEX Zone 2 geschützte Tauchpumpe installiert. In der vertikalen Steigzone der Druckleitung ist oben die Rückhalteklappe (blaues Bauteil) vor dem Bogen zu horzontalen Teil der Druckleitung angeordnet. Dieses Bauteil verhindert dass bereits gepumptes Rohabwasser, von der Druckleitung, zurück in den Pumpenschacht gelangt.
Zusätzlich ist auf der Höhe des Abganges in den horizontalen Teil der Druckleitung ein Ventil zur Entlüftung angebracht. Dieses Bauteil aus rostfreiem Stahl (siehe Bild 4) entlastet nach ausschalten der Pumpe die Druckleitung von eingschlossenen Luftblasen.

Handbetrieb «Wartungsbetrieb»

Für die Wartung sind zwei Möglichkeiten vorgesehen, die Pumpen im Handbetrieb oder Rückwärts zu betreiben. Der Rückwärts Betrieb kann sinnvoll sein wenn eine Pumpe durch eine Verstopfung schlecht schöpft.

Funktionsablauf: 1 Betrieb Pumpe:

Übersteigt das Niveau im Pumpenschacht den Parameter «EIN» Schaltpunkt Pumpe wird die Entleerungspumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Unterschreitet das Niveau den«AUS» Schaltpunkt Pumpe wird die Pumpe ausgeschaltet.

Funktionsablauf: 2 Betrieb Pumpe:

Übersteigt das Niveau im Pumpenschacht den Parameter «EIN» Schaltpunkt Pumpe wird die Entleerungspumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Betrieb der Pumpe sinkt das Niveau im Pumpenschacht. Unterschreitet das Niveau den«AUS» Schaltpunkt Pumpe wird die Pumpe ausgeschaltet.

Funktion: Schacht entleeren

Damit im Pumpenschacht keine Ablagerungen entstehen, ist die Funktion «Schacht entleeren» programmiert.
Das heisst die Entleerungspumpen erhalten nach erreichen des «Vorgabe Sollwertes» und erreichen des «AUS» Schaltpunkt eine einstellbare Nachlaufzeit.
Der Parameter «Vorgabe Sollwert» «Schacht entleeren» wird mit einer ungeraden Zahl eingegeben.
Die ungerade Zahl bewirkt: Dass bei zwei vorhandenen Pumpen die Funktion «Schacht entleeren» abwechselnd die Pumpe Nord und das nächstemal Pumpe Süd angefordert wird.
Der Parameter «Nachlaufzeit» wird in Sekunden eingegeben.

Überwachung: Niveau sinkt nicht

Die Überwachung stellt sicher dass bei Betrieb einer Pumpe oder beider Pumpen das Niveau während dem «Sollzeit-Sollwert» um den «Niveauwert-Sollwert» sinkt. Sollte dies nicht der Fall sein wird die Entleerungspumpe gestoppt und danach für eine kurze Zeit Rückwärts betrieben. Durch diesen kurzen Rückwärts Betrieb befreit sich die Pumpe von einer allfälligen Verstopfung. Jetzt wird wieder zum Normal Betrieb zurückgekehrt und weiter abgepumpt.

Überwachung: maximale Stillstandszeit

Die Überwachung misst die Stillstandzeit und vergleicht mit der «maximalen Stillstandszeit». Wenn keine der zwei Entleerungspumpen in Betrieb ist beginnt der «Stillstandzeit Sollwert» abzulaufen. Wenn eine Pumpe in Betrieb geht bevor der«Stillstandzeit Sollwert» abgelaufen ist wird sie zurückgesetzt. Wenn die Stillstandzeit länger dauert als der «Stillstandzeit Sollwert» sein, wird die Hinweismeldung abgesetzt.