Standard Elektrotechnik BRW 12.2025.pdf

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Standard Gewerk Elektrotechnik

Inhalt

1 Allgemeines 3

2 Schaltanlage 3

2.1 Mechanischer Schaltschrankbau ------------------------------------------------------------------ 4

2.2 Klimatische Bedingungen ---------------------------------------------------------------------------- 5

2.3 Schrankinterne Licht- und Klimainstallation --------------------------------------------------- 5

3 Vor-Ort-Steuerstellen 6

4 Elektrische Verdrahtung 7

4.1 Kabelverlegung ------------------------------------------------------------------------------------------ 8

4.2 Installation Kabelführung ---------------------------------------------------------------------------- 8

4.3 Querschnitte und Kabeltyp ------------------------------------------------------------------------ 10

4.4 Farbcode Leitungen ---------------------------------------------------------------------------------- 10

5 Frequenzumrichter und Sanftanlauf 11

6 Steuersignale 12

7 Messtechnik, Messsignale 12

8 Prioritätsebenen Aggregatsteuerung 13

9 SPS 15

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9.1 Automatik-Betrieb ------------------------------------------------------------------------------------ 16

9.2 Antriebsbausteine ------------------------------------------------------------------------------------ 16

9.3 Schnittstelle Antriebsbausteine ------------------------------------------------------------------ 18

9.4 Datenschnittstelle SPS- PLS; Befehle und Meldungen ----------------------------------- 19

9.5 Programmdokumentation -------------------------------------------------------------------------- 23

9.6 PLS und Störmeldungen --------------------------------------------------------------------------- 23

9.7 Sicherheit ------------------------------------------------------------------------------------------------ 24

9.8 IP-Adressen --------------------------------------------------------------------------------------------- 24

10 Störmeldungen und Fernmeldetechnik 24

11 Überspannungs-, Blitzschutz und Potentialausgleich 25

11.1 Überspannungsschutz ------------------------------------------------------------------------------ 26

11.2 Erdungsanlage----------------------------------------------------------------------------------------- 26

11.3 Potentialausgleich ------------------------------------------------------------------------------------ 26

11.4 Gebäudeblitzschutz ---------------------------------------------------------------------------------- 27

12 Explosionsschutz 28

13 Dokumentation 29

13.1 Anlagen-Kennzeichnungssystem AKZ -------------------------------------------------------- 30

13.2 Farbtabelle für Prozessbilder --------------------------------------------------------------------- 36

13.3 Kennzeichnungsschilder und Beschriftung -------------------------------------------------- 37

13.4 Stromlaufpläne und Dokumentation ------------------------------------------------------------ 39

13.5 Fabrikatvorgaben ------------------------------------------------------------------------------------- 40

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1 Allgemeines

Die Standard-Bestimmungen für den Fachbereich Elektrotechnik gelten für Planungen, Lieferungen und Montageleistungen elektrotechnischer Anlagen einschließlich der Mess-, Steuer- u. Regelungstechnik. Der Standard Elektrotechnik ist für die Planung und alle Auftragnehmer (AN) bindend, auch für Lieferfirmen maschineller oder verfahrenstechnischer Anlagen mit integrierter elektrotechnischer Einrichtung, wenn nicht anders vereinbart. Der Standard Elektrotechnik entbindet den AN jedoch nicht eigenverantwortlich die jeweilige Einsatzfähigkeit der Geräte zu prüfen.

Der Standard Elektrotechnik ergänzt die zurzeit geltenden, einschlägigen Richtlinien, Vorschriften und Normen, wie

• ISO
• EN
• DIN
• VDE
• UVV
• DGUV V3
• BDEW-Richtlinien
• Ex-Richtlinie der EU ATEX 100a/118a
• TAB des zuständigen VNB / TAR der VDE
• Merkblätter und Auflagen des GUV
• Vorschriften der zuständigen Berufsgenossenschaft

ersetzt diese jedoch nicht. Bei Widersprüchen zwischen dem Standard Elektrotechnik und den allgemein gültigen Richtlinien, Vorschriften und Normen sowie den allgemein anerkannten Regeln der Technik gelten letztere stets vorrangig, soweit nicht in dem Standard Elektrotechnik auf diese Abweichung hingewiesen wurde.

Werden Änderungen des Standards Elektrotechnik infolge technischer Entwicklungen, Betriebserfahrung, Vorschriftsänderung etc. für erforderlich gehalten, so ist der Auftraggeber (AG) / das Planungsbüro zu kontaktieren.

Die kompletten elektrischen Anlagen werden von einer zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS) wie bspw. TÜV oder DEKRA geprüft, die Kosten trägt der BRW. Die Prüfung durch das unabhängige Prüfinstitut geschieht vor der VOB-Abnahme. Der AG ist rechtzeitig zu informieren. Alle festgestellten Mängel sind vom Auftragnehmer abzustellen, sodass eine mängelfreie Anlage sichergestellt ist.

2 Schaltanlage

Die maximale Anzahl an Automaten pro RCD ist 5, mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor von maximal 0,7.

Alle Installationen im Außen- oder Nassbereich müssen mindestens in IP 65 ausgeführt werden.

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Lichtschalter müssen selbstleuchtend mit Glimmlampe ausgestattet sein und frei zugänglich sein.

Für Beleuchtungsanlagen und Steckdosen sind stets getrennte Stromkreise vorzusehen.

Das zu verwendende Bussystem ist Profinet. Bauteile sind grundsätzlich mit Profinet- Schnittstellen auszurüsten.

Trafostationen, Traforäume, sowie Schaltanlagen sind mit Brandmeldern auszurüsten. In den Schaltanlagen sind die Brandmelder im Doppelboden vorzusehen.

2.1 Mechanischer Schaltschrankbau

Die Schaltanlage wird in gekapselten Gehäusen aufgebaut, die für Einzel- und Reihenaufstellung geeignet sind. In jedem Schaltschrank wird eine Montageplatte vorgesehen, auf der Hutschienen und Verdrahtungskanäle montiert sind. Hutschienen und Verdrahtungskanäle sind so zu befestigen, dass sie von vorne zu lösen sind. Die bewegliche Verdrahtung zwischen Montageplatte und der Schaltschranktür wird über einen Kabelspiralschlauch geführt. Trenn- und Seitenwände dürfen keine Betriebsmittel aufnehmen. Verdrahtungskanäle in Schaltschränken müssen mit Kunststoffverbindungen befestigt werden. Sämtliche Schaltkomponenten werden in Aufschnappgehäusen geliefert.

Schaltschränke sind als Gerät mit der Schutzklasse 1 aufzubauen. Alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile sind mit dem Schutzleiter zu verbinden.

Die Schaltschränke, Steuerschränke, NS-Verteiler, Lichtverteiler usw. sind mit 20 % Platzreserve zu bemessen. Bei Neuerrichtung von Schaltanlagen ist ein zusätzliches Reservefeld zu planen. Seitenwände von Schaltschränken gelten grundsätzlich nicht als Montageplatz oder Platzreserve. Alle Klemm- und Steckleisten und sind mit einer Reserve von 15 % zu versehen. Die jeweilige Reserve ist zusammenhängend anzuordnen. Verdrahtungskanäle sind mit einer Platzreserve von 30 % zu versehen.

Innerhalb der Schaltschränke sind alle Sammel-, N- und PE-Schienen über die gesamte Länge vorzusehen; Sammelschienen oben im Schaltschrank angebracht, N-Schiene und PE- Schiene unten, N-Schiene isoliert aufgebaut, PE-Schiene mit dem Schaltschrank verbunden.

Jedes einzelne Feld der Schaltanlage muss für Wartungszwecke freigeschaltet werden können. Hierfür muss ein Trenner auf dem Sammelschienensystem montiert werden. Vom Trenner aus werden mit Verdrahtung die anderen Komponenten im Schaltschrank versorgt. Direkt auf das Sammelschienensystem sind außer Trenner und NEOZED-Sockel keine weiteren Bauteile zu montieren. Bei Schaltfeldern, welche bspw. nur zwei große Verbraucher versorgen, genügen für diesen Zweck die Trenner der Verbraucher, es braucht in dem Fall keinen weiteren Trenner.

Sämtliche ankommenden und abgehenden Kabel und Leitungen werden von unten her in den Schaltschrank eingeführt, dort auf einer Hutschiene befestigt, und auf einer am unteren Ende der Montageplatte angebrachten Klemmleiste aufgelegt.

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Anschlussklemmen für eigensichere Mess- und Steuerleitungen werden in einer gesonderten, von den restlichen Klemmen räumlich getrennten Klemmleiste angeordnet. Die Abdeckungen der Verdrahtungskanäle erhalten eine hellblaue (RAL 5015) Kennzeichnung. Die Verdrahtungskanäle der eigensicheren Leitungen sind möglichst weit von den Leistungskabeln entfernt zu verlegen. Bei Schaltkreisen der Zündschutzart "Eigensicherheit" Ex-i ist eine normgerechte Berechnung zu erbringen.

Stromwandlerleitungen sind mit Kurzschlussklemmen zu unterbrechen.

Kabeldurchführungen zwischen zwei Räumen oder Brandabschnitten sind mit Brandabschottungen zu verschließen.

Schaltschranktüren müssen einen Öffnungswinkel von mind. 120° haben und sowohl der Mindestdurchgang als auch die Fluchtwegrichtung müssen beachtet werden. Schaltschränke ohne Kabelsockel, die nicht auf einem aufgeständerten Boden stehen, sind mind. 200 mm über dem Boden anzubringen. Im Außenbereich, sowie in Bereichen mit aggressiver Atmosphäre, montierte Schaltschränke sind in Edelstahl auszuführen. Zugehörige Halterungen und Stelen sind ebenfalls in Edelstahl auszuführen. Alle Schaltschranktüren erhalten die gleiche Schließung. Hierbei wird gemäß VDE zwischen Anlagen < 1 kV oder ≥ 1 kV unterschieden. Doppelbartschlüssel sind für Anlagen < 1 kV vorgesehen, Vierkantschlüssel ist für Anlagen ≥ 1 kV gefordert.

Kombinierte elektronische Lastkreis-Kontrollgeräte sind unzulässig. Stromkreise müssen mit einzelnen Leitungsschutzschaltern abgesichert werden.

Serverschränke erhalten die Standardmaße B600 x T1000 x H2000 mm.

2.2 Klimatische Bedingungen

Die erforderlichen Rahmenbedingungen für die Auslegung von Klimatisierung, z.B. Verlustleistung der Schaltanlage, müssen vom AN individuell ermittelt werden. Die zulässige maximale Raumtemperatur einer Schaltanlage beträgt 25 °C.

Bei Montagen in Anlagenbereichen mit aggressiver Atmosphäre gelten folgende Vorgaben:

• Metall-Installationssysteme komplett aus Edelstahl
• Kupfersammelschienen verzinnt
• Leiterplatten vollständig lackiert

2.3 Schrankinterne Licht- und Klimainstallation

Die Spannungsversorgung für die schrankinterne Installation wird vor dem Hauptschalter abgegriffen und über einen Sicherungs-Lasttrennschalter vorgesichert.

Leuchten

• Je Schaltschrank eine Leuchte mit Service-Steckdose

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• Je Schrankreihe eine 2-polige LSS/FI-Kombination 16/0,03, maximal 10 Leuchten je Sicherung
• Ab 10 Einheiten Aufteilung auf L1/L2/L3
• Jede Leuchte geschaltet über einen lokalen Tür-Endlagenschalter

Die Klimainstallationen erfolgen mit folgenden Bauteilen, abhängig von den Umgebungs- bedingungen.

• Schaltschrankheizung(en) auf Hutschiene montiert
• Selbstregelnde Heizkörper in PTC-Technologie
• Schaltschranklüftung
• Schaltschrankklimatisierung

3 Vor-Ort-Steuerstellen

In der Regel wird für jedes Aggregat eine Vor-Ort-Steuerstelle vorgesehen. Diese ist durch deren zur SPS autarken Funktion, und nicht aufgrund der Montageposition definiert. Das kann dazu führen, dass die Bedien- und Anzeigeelemente in der Schaltanlagen-Front integriert sind, und dennoch als Vor-Ort-Steuerstelle bezeichnet werden.

Mit einer Vor-Ort-Steuerstelle ist in Notfällen eine manuelle Bedienung der Aggregate möglich. Sie funktioniert bei sicherheitsrelevanten großen Antrieben wie Hebewerken auch bei Fehlfunktion, bzw. dem Ausfall der SPS-Steuerung, und stellt die höchste Prioritätsebene dar. Bei kleineren Antrieben können Vor-Ort-Steuerstellen über die SPS realisiert werden. Ein manueller Eingriff an der Vor-Ort-Steuerstelle wird an allen niedrigeren Prioritätsebenen signalisiert.

Bei sicherheitsrelevanten großen Antrieben werden alle Funktionen inklusive der Ansteuerung der Betriebs- u. Störmeldeleuchten ausschließlich über die Steuerstromkreise realisiert.

Verriegelungen, die eine unmittelbare Zerstörung des Aggregats verhindern, wie Trockenlaufschutz, sind bei Ansteuerung von Hand unwirksam. An der Vor-Ort-Steuerstelle ist ein entsprechender Warnhinweis anzubringen.

Abhängig von den örtlichen Bedingungen wird die Bedienstelle in unmittelbarer Nähe zum Aggregat, mindestens jedoch in Sicht, bzw. Rufweite in einer für das Personal leicht zugänglichen Position montiert. Dies kann auch in der Schaltanlagen-Front sein.

Bei Montage im Außenbereich oder in Räumen mit aggressiver Atmosphäre ist die Vor-Ort- Steuerstelle witterungs- und UV-beständig, mit Wetterschutzdach auszuführen.

Einbauposition und Umfang der Komponenten hängen von dem jeweiligen anzusteuernden Aggregat ab. Die Komponenten sind Bedien- und Anzeigeelemente, wie Meldeleuchten, Drucktaster, Leuchtrucktaster, Schlüsselschalter und Not-Halt/Not-Aus-Schalter (Pilztaster).

Grundsätzlich wird eine Vor-Ort-Steuerstelle immer mit einem Schlüsselschalter, in allen Positionen abziehbar, mit drei Positionen „Hand – 0 – Fern“, ausgestattet, sowie mit einem Reparaturschalter. Reparaturschalter ermöglichen im Fall von Wartungs- und Reparaturarbeiten ein sicheres Freischalten ohne Elektro-Fachpersonal. Sie sind nur bei

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dreiphasigen Antrieben notwendig; einphasige Antriebe benötigen keinen. Als Reparaturschalter werden Lasttrennschalter, schwarz, mit Hilfskontakt, abschließbar in 0- Stellung mit Vorhängeschloss, verwendet. Rot-gelbe Pilztaster für den „Not-Halt“ sind nicht grundsätzlich in jeder Vor-Ort-Steuerstelle zu installieren. Ihre Häufigkeit und Position hängen vom Not-Halt-Konzept ab.

Beispiel Vor-Ort-Steuerstelle Pumpe:

• Schlüsselschalter „Hand – 0 – Fern“
• Leuchtdrucktaster „Ein“ (grüne Leuchte zeigt Betrieb)
• Drehzahl verändern „DZ+“ „DZ-“
• Leuchtdrucktaster „Aus“ (rote Leuchte zeigt Störung)
• Pilztaster „Not-Halt“
• Reparaturschalter

Beispiel Vor-Ort-Steuerstelle Schieber:

• Schlüsselschalter „Hand – 0 – Fern“
• Meldeleuchte rot „Störung“
• Leuchtdrucktaster „Zu“ mit grüner Leuchte als Anzeige Endstellung (Tippbetrieb)
• Leichtdrucktaster „Auf“ mit grüner Leuchte als Anzeige Endstellung (Tippbetrieb)
• Pilztaster „Not-Halt“
• Reparaturschalter

Die Bedien- und Anzeigeelemente sind in der hier aufgeführten Reihenfolge von oben nach unten vertikal in einem Gehäuse anzuordnen. Pilztaster und Reparaturschalter können abgesetzt in einem zweiten separaten Gehäuse in unmittelbarer Nähe oder demselben Gehäuse untergebracht werden.

4 Elektrische Verdrahtung

Alle Anschlüsse, auch an N- und PE-Sammelschienen müssen im Stromlaufplan dokumentiert, und am Abgang eindeutig gekennzeichnet werden.

Jede Klemme muss an beiden Stirnseiten mit einem entsprechenden Kennzeichnungsschild beschriftet werden. Das gilt auch für N- und PE-Klemmen.

Die komplette Verdrahtung wird ausschließlich mit verzinnten flexiblen Litzen, bzw. Leitungen erstellt. Sammelschienen sind ebenfalls in verzinnter Ausführung zu verwenden. Davon ausgenommen sind lediglich spezielle Verbindungen für Bus-, Mess- und Sonderleitungen, sowie die Primär- und Sekundär-Leistungsstromkreise bei FU-Antrieben. Sind verzinnte Leitungen in den vorgeschriebenen Verdrahtungsfarben nicht lieferbar, hat die Farbe der Leitung Vorrang vor der Verzinnung. Diese Ausnahmefälle sind mit dem AG abzustimmen.

Aderendhülsen müssen eingesetzt werden, auch wenn dies aufgrund der verwendeten Klemmentechnik nicht zwingend erforderlich ist.

Zwischen zwei Klemmstellen dürfen keine zusätzlichen Verbindungsstellen, wie bspw. Quetschverbinder, Lüsterklemmen, Muffen oder Lötverbindungen vorhanden sein.

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Alle Reserveadern müssen auf je eine Klemme gelegt, entsprechend gekennzeichnet, und in den Stromlaufplänen dokumentiert werden.

Leitungen mit geschirmten Adern müssen so verlegt und angeschlossen werden, dass keine Probleme hinsichtlich EMV auftreten. Sofern keine expliziten Vorgaben der Gerätehersteller gefordert sind, müssen die Leitungen möglichst nahe bis zur Klemmstelle verlegt werden, sodass die ungeschirmte Aderlänge minimal gehalten wird.

Bei eigensicheren Mess- und Steuerleitungen werden die Verdrahtungskanäle gesondert und von den restlichen Systemen räumlich getrennt angeordnet. Kanal und Abdeckungen werden farblich hellblau (RAL 5015) gekennzeichnet. Für eigensichere Stromkreise sind geschirmte Leitungen, hellblau (RAL 5015), zu verwenden, auch, wenn sie in farblich markierten Kanälen geführt werden.

USV-gepufferte Steckdosen sind als solche mit roter Blende zu kennzeichnen.

Netzwerke sind mit einer sternförmigen Netzwerktopologie aufzubauen.

4.1 Kabelverlegung

Verteilerdosen sind frei zugänglich anzubringen. Im Nassbereich müssen sie so hoch an- gebracht werden, dass sie nicht mehr im Bereich des Spritzwassers liegen.

Werden Kabeltrassen oberhalb von Gitterrosten vorgesehen, so müssen sie 0,2 m von der Gitterrostoberkante entfernt sein.

Energiekabel werden einlagig verlegt, Steuer-, Melde-, Messkabel mehrlagig.

Buskabel sind getrennt von Energiekabeln zu verlegen.

Alle Kabel sind in einer Länge zu verlegen, d.h. das Muffen von Teillängen wird nicht zugelassen. Sondersituationen bedürfen der Genehmigung.

Jeder Antrieb, jede Vor-Ort-Steuerstelle außerhalb der UV und jede Messtechnik erhält eine separate Zuleitung.

4.2 Installation Kabelführung

Kabelführungen sind gerade horizontal oder vertikal zu installieren. Es ist eine parallele Verlegung der Leitungen ohne unnötige Kreuzungen gefordert. Vertikale Befestigung von Leitungen muss mit Schellen und darf nicht mit Kabelbindern erfolgen.

Leitungskanäle, Kabelpritschen u. ä. dürfen nur bis 70 % ausgenutzt werden, 30 % Reserve sind vorzusehen.

Haupttrassensysteme werden stets in folgende Bereiche unterteilt:

• Leistung / Energie
• Steuerleitungen, Mess- und Busleitungen

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• Eigensichere Leitungen
• Pneumatik

Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass eine dementsprechende Anzahl der jeweiligen Systeme in der Horizontalen bzw. Vertikalen angeordnet werden, und zum anderen durch entsprechende Unterteilung innerhalb der Systeme selbst.

Ein durchgängiger Potentialausgleich muss bei leitendem Material gewährleistet werden, bei Übergängen/Richtungsänderungen ist ein entsprechender Potentialausgleich zwischen den Teilen anzubringen.

Nachträglich bearbeitete Stellen müssen entgratet, mit Kantenschutz versehen, und durch entsprechende Behandlung mit Edelstahlbeize, bzw. Zinkspray dauerhaft gegen Korrosion geschützt werden.

Die Installationen im Außenbereich müssen UV-beständig ausgeführt werden.

Kunststoffinstallationen sind in den Farben RAL 7035 auszuführen.

Wenn nicht anders angegeben ist für die Montage von Kabelbühnen jeweils eine freie Spannweite von 1 m von Befestigungs- zu Befestigungsmöglichkeit zugrunde zu legen. Von der Wand ist ein Abstand von 0,1 m bis zur Kabelbühne zu berücksichtigen.

Die Kabelzuführung im Fußbodenbereich und Erdbereich erfolgt grundsätzlich über Kabelschutzrohre. Der Austritt der Schutzrohre hat innerhalb des Fundamentsockels und unterhalb der Kabeleinführung des jeweiligen Klemmenkastens zu erfolgen. Bei Verzweigung der Trasse, an Ecken oder Distanzen > 75 m wird ein Kabelzugschacht gesetzt. Dessen Größe richtet sich dabei nach der Anzahl der Leerrohre.

Schachtdeckel für Schächte zur Führung von elektrischen Leitungen müssen grundsätzlich von einer Person alleine zu öffnen sein.

Für Gebäudeeinführungen werden entsprechende Durchführungssysteme vorgesehen. Die Abdichtung zwischen Kabelschutzrohr und Bauwerk wird bauseits erbracht, die Abdichtung zwischen Kabelschutzrohr und Kabel, sowie der Kabelzug ist im Leistungsumfang Elektrotechnik enthalten. Absprachen dazu sind mit dem AG erforderlich.

Verlegung von Kunststoffkanälen:

Kanäle mit geschlossenem Ober- und Unterteil (Rastdeckel), schwer entflammbar, Trennsteg, Klammern für Leitungshalterung, einschließlich der erforderlichen Eck- und Kreuzstücke.

In offener Rohrverlegung:

Für Einzelleitungen in nicht mechanisch gefährdeten Bereichen, Ausführung mit Isolierstoffschellen, Schellenabstand max. 0,5 m.

In geschlossener Rohrverlegung:

In mechanisch gefährdeten Bereichen, Ausführungen ACF einschließlich anteiligen Bögen, teilweise auch ASCF (flexibel), bei Stahlpanzerrohr Ausführung AS, Befestigung wie vor.

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Auf Iso-Abstandsschellen:

Mit Einzel-Iso-Schellen bzw. Anreihschellen bei Leitungshäufung, mit feuerverzinkter Registerschiene; Schellenabstand 0,25 m, Schrauben korrosionsfest. (Ausführung nur in Einzelfällen, in der Regel dafür offene Rohrverlegung).

Auf Bügelschellen (ab ca. 20 mm Kabel-Durchmesser):

Mit Register- bzw. Profilschienen, sämtliche Materialien feuerverzinkt, Bügelschellen mit Druckwanne und Gegenwanne, bei Einleiterkabel aus nichtmagnetischem Werkstoff (ggf. Kunststoff).

Folgende Bauteile sind in den verschiedenen Einbaubereichen zu verwenden:

4.3 Querschnitte und Kabeltyp

Die Querschnittauslegung erfolgt gemäß VDE. Die zugrunde zulegende Umgebungstemperatur beträgt 30 °C. Die zu verlegenden Energieleitungen sind gegenüber dem Nennstrom mit mindestens 20 % Reserve zu versehen.

Für Hauptstromkreise wird als kleinster Querschnitt 2,5 mm2 zugelassen. Für Steuer- und Messstromkreise wird entsprechend der Vorsicherung verdrahtet, Mindestquerschnitt 0,75 mm2. Stromwandlerleitungen werden in einem Querschnitt von mindestens 2,5 mm2 verdrahtet. Die Angaben beziehen sich auf die Verdrahtung innerhalb des Schaltschranks. Es sind Querschnitte bis max. 185 mm2 Querschnitt zu verwenden.

Messleitungen werden, soweit erforderlich, geschirmt verlegt.

Zuleitungen zwischen Frequenzumrichter oder Sanftstarter und Aggregat sind geschirmt auszuführen. Sondergummileitungen und kurzschlussfeste Leitungen sind unzulässig.

Sammelschienen und Verdrahtung der Schaltschränke sind verzinnt auszuführen. Sollten verzinnte Leitungen nicht in der gewünschten Farbe verfügbar sein, ist mit dem AG Rücksprache zu halten. Die Vorgabe der verzinnten Leitungen hat Vorrang.

4.4 Farbcode Leitungen

Folgende Kabelfarben sind in Schaltschränken einzuhalten und dürfen nur nach Absprache geändert werden.

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5 Frequenzumrichter und Sanftanlauf

Sanftanlauf-Antriebe werden nur verwendet, wenn dies explizit für das Aggregat gefordert ist, ansonsten kommen immer Frequenzumrichter-Antriebe zum Einsatz, wenn Drehzahlregelung nötig ist, auch wenn dies nur zur Strom-, bzw. zur Drehmomentbegrenzung beim Anlauf erforderlich ist.

Es müssen mindestens folgende Parameter im Stromlaufplan neben dem Sanftanlauf-Symbol dokumentiert werden:

• Startzeit
• Stoppzeit
• Maximal zulässiger Anlaufstrom

Ein Frequenzumrichter-Antrieb (FU) wird eingesetzt, wenn dies aufgrund der Funktionsanforderung für den Automatik-Betrieb und als Strom-, bzw. zur Drehmomentbegrenzung beim Anlauf erforderlich ist. Der Einsatz eines Frequenzumrichters ist für jeden Antrieb Standard, sofern es sich nicht um einen Kleinstantrieb handelt.

Es müssen mindestens folgende Parameter im Stromlaufplan neben dem FU-Symbol dokumentiert werden:

• Max-Drehzahl
• Min-Drehzahl
• Sollwert-Intervall

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6 Steuersignale

Analoge Steuersignale, z. B. Sollwert-Vorgaben, Istwert-Rückmeldungen, Messsignale etc., werden als 4..20-mA-Signal übertragen.

Sicherheitsrelevante Analogsignale werden über entsprechende Schaltgeräte ausgewertet, und die entsprechenden Steuerkontakte direkt mit der Verriegelungskette des Aggregats verschaltet.

Alle Analogsignale mit Rangierung zur SPS-Ein-/Ausgangs-Peripherie werden im SPS- Programm hinsichtlich Drahtbruch überwacht und eine entsprechende Detektion am HMI (Human-Machine Interface) signalisiert. Bei sicherheitsrelevanten Signalen führt dies zudem zum Abschalten des entsprechenden Aggregats, anderenfalls wird lediglich der Drahtbruch detektiert.

Für Messungen, welche verfahrensrelevante Signale ausgeben, sollen als zusätzliche Option bei Ausfall oder Drahtbruch ein Ersatzwert geladen werden. Dieser soll über HMI oder SPS angezeigt und einstellbar sein, sodass in der Zeit bis zur Reparatur die Verfahrenstechnik aufrechterhalten werden kann.

Ein Analogsignal muss für nachfolgende Funktionen über Trennverstärker entkoppelt werden:

• Entkopplung bei potentialgebundenen Signalen
• Potentialanpassung auf 4..20-mA-Signal
• Signalrangierung von und nach externer Schaltanlage oder Vor-Ort-Steuerkasten
• Signalquelle (Gerät/Messumformer) wird bauseits oder durch externes Gewerk beigestellt
• Zusätzlich zur SPS-AE/AA-Signalrangierung sind weitere Kanäle erforderlich

Wird das Aggregat mit einer entsprechenden Steuereinheit geliefert, z.B. Auma-MATIC, gelten sinngemäß die gleichen Vorgaben mit folgenden Ergänzungen:

• Die Not-Halt-Funktion wird über ein Leistungsschütz in der Energiezuleitung realisiert.
• Alle Steuerbefehle und Betriebsmeldungen werden mit Potential vom Antrieb und über Relais entkoppelt.

7 Messtechnik, Messsignale

Messwerte sind auf dem HMI und im PLS darzustellen. Stromwerte wichtiger großer Verbraucher werden zusätzlich mit konventionellem Anzeigegerät (Amperemeter) in der Schaltschranktür dargestellt. Hierzu zählen Hebe- und Pumpwerke, welche für die Betriebssicherheit der Betriebsstelle relevant sind.

Alle analogen und digitalen Messsignale werden über entsprechende Eingänge in die SPS rangiert, und können zudem an folgenden Stellen angezeigt werden.

• Schaltschrank-Front
• HMI Schaltschrank
• Schaltwarte / Mosaik-Schaltbild
• Prozessleitsystem

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Alle analogen und digitalen Messsignale können über folgende Einrichtung aufgezeichnet werden:

• Schreiber
• HMI Schaltschrank
• Schaltwarte
• Prozessleitsystem PLS

Leistungsmessungen werden für alle Antriebe vorgesehen. Zu Antrieben zählen keine Armaturen wie Schieber oder Kugelhähne. Vor allen Antrieben, unabhängig davon, ob sie mit einem Frequenzumrichter betrieben werden, ist vor dem Motorschutz oder Trenner einphasig eine Leistungsmessung vorzusehen. Mittels Strommessumformer ist der Wert der SPS zur Verfügung zu stellen. Ganzheitliche Prozessfunktionen wie bspw. die Belüftung eines Belebungsbeckens, bestehend aus Gebläsen, Schiebern, Messungen etc., sind zusätzlich mit einem vierphasigen Leistungsmessgerät mit Differenzstrommessung zu erfassen. In Schaltanlagen mit Versorgungsfeld für Allgemeinverbraucher wie Licht und Steckdosen ist für das Feld ebenfalls eine Differenzstrommessung vorzusehen.

Bei Stromabgaben an Dritte ist eine mess- und eichrechtskonforme Messeinrichtung für die Erfassung von Wirkleistung vorzusehen.

Messungen wie Höhenstandmessung und Trockenlaufschutz sind mit einer Steckverbindung auszustatten. Ausgenommen davon sind Qualitätsmessungen. Fabrikatvorgabe der Steckverbindung ist Harting, metallene Ausführung. Bei Näherungsschaltern ist eine M12-Steckverbindung zu verwenden. Im Außenbereich ist ein IP-Schutz der Steckverbindung gefordert. In Ex-Bereichen ist keine Steckverbindung umzusetzen.

8 Prioritätsebenen Aggregatsteuerung

Die Steuerung der Anlage wird so aufgebaut, dass ein Automatikbetrieb ohne ständige Personalüberwachung möglich ist. Hierbei wird der Betrieb in Prioritätsebenen unterteilt.

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Vor-Ort-Bedienung (höchste Priorität)

Die Vor-Ort-Steuerung hat immer Vorrang gegenüber den anderen Ebenen. Hierbei bedeutet die Stellung „Hand“, dass der Antrieb / das Aggregat von der Vor-Ort-Steuerstelle aus gefahren wird. Die Stellung „Fern“ bedeutet, dass der Antrieb für die nächsten Bedienebenen freigegeben ist. In der Betriebsart „Hand“ sind keine Verriegelungen aktiv (Trockenlauf, Schieberstellungen usw.). Die Handebene ist bei großen wichtigen Antrieben (Hebewerke, Pumpwerke) unter Umgehung der Automatisierung und unabhängig der SPS zu realisieren. Sie funktioniert auch bei Ausfall der SPS.

HMI/Touchpanel

Die Ebene betrifft ein HMI, welches in der Schaltschranktür der zugehörigen Schaltanlage verbaut ist. Am HMI können einzelne Aggregate in „TP-Hand“ geschaltet werden. Hierbei wird für das einzelne Aggregat die Automatik deaktiviert und das Aggregat kann am HMI bedient werden. „TP-Hand“ kann am HMI wieder deaktiviert werden bzw. die Automatik für das Aggregat kann am HMI wieder eingestellt werden.

Die Bedienung am HMI benötigt die Freigabe der Vor-Ort-Steuerstelle (Schlüsselschalter Stellung „Fern“). Wenn die Vor-Ort-Steuerstelle auf „Hand“ geschaltet ist, ist keine Einstellung der Automatik und keine Steuerung in „TP-Hand“ möglich.

PLS

Die Antriebe/Aggregate können über das Prozessleitsystem (PLS) der Anlage, vom PC der Schaltwarte aus, von Hand bedient werden. Voraussetzung dafür ist, dass der Vor-Ort- Schalter auf „Fern“ vorgewählt ist und dass das Aggregat am HMI auf „Fern“/Automatik (nicht „TP-Hand“) gestellt ist.

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Im PLS können einzelne Aggregate in „PLS-Hand“ geschaltet werden. Hierbei wird für das einzelne Aggregat die Automatik deaktiviert und das Aggregat kann am PLS bedient werden. „TP-PLS“ kann im PLS wieder deaktiviert werden bzw. die Automatik für das Aggregat kann wieder eingestellt werden.

Fernwirken

Es besteht auf einzelnen Anlagen die Option, die gesamte Anlage von einer anderen Anlage/Betriebsstätte aus zu steuern, bspw. wenn ein unbesetztes Pumpwerk von dem nächstgelegenen Klärwerk gesteuert wird. Dies wird als Fernwirken (FW) bezeichnet.

Das Fernwirken von einer anderen Anlage ist mit einem Schlüsselschalter „Freigabe Fernwirken“ in der Schaltanlage des Pumpwerks verriegelt. Das Fernwirken ist nur aktiv, wenn der Vor-Ort-Schalter „Fern“ eingestellt ist. In der Betriebsart „Fernwirken aus“ haben eigehende Steuerbefehle keine Wirkung und werden sofort zurückgesetzt.

Automatikbetrieb (niedrigste Priorität)

Der Befehl für den Automatikbetrieb wird vom PLS aus gesetzt.

Voraussetzungen für das Starten des Automatikbetriebs eines Aggregats sind, dass der Vor- Ort-Schalter in Stellung „Fern" steht, das Aggregat am HMI auf „Fern“ gestellt ist, am PLS der Befehl „auto“ vorgewählt ist, kein Fernwirken stattfindet und der Antrieb nicht gestört ist.

Zudem müssen eventuelle Verriegelungsbedingungen zu anderen Komponenten erfüllt sein und der Schaltbefehl für das Aggregat anstehen. Anforderungen zur Umsetzung des Automatikbetriebs in der SPS sind im Kapitel 9.1 zu finden.

9 SPS

Für den Programmaufbau ist eine strukturierte und übersichtliche Programmierung nach den Anforderungen der IEC 61131 (zyklisches Programmieren) gefordert. Die entsprechenden Klartexthinweise sind mit der Programmierung zu erstellen. Es ist vorzugsweise in FUP oder AWL zu programmieren.

Alle Messwerte sind in der SPS einzulesen und skaliert in einem Datenbaustein als Realzahl abzulegen. Zusätzlich sind die Messwerte auf < 3 mA oder > 22 mA zu überwachen. Im Störfall wird nach einer Verzögerungszeit von 30 Sekunden die Meldung „Messung gestört“ ausgegeben und im Datenwort ein einstellbarer Ersatzwert abgelegt (Voreinstellung 0).

Alle Zählwerte sind im Format Doubleinteger vorzusehen. Dies gilt sowohl für Zählimpulse von MIDs als auch für die im SPS-Programm zu bildenden Betriebsstundenzähler.

Falls ein HMI vorhanden ist, muss dies in das SPS-Programm integriert werden. Hierdurch wird eine durchgängige Dokumentation gewährleistet.

Das TIA-Projekt geht in den Besitz des Auftraggebers über. Der BRW verpflichtet sich die Daten gegenüber Dritten verschlossen zu halten.

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Als HMI sind Touchpanel oder Touchpanel-PCs vorzusehen. Bei Betriebsstellen, welche über ein Prozessleitsystem verfügen, kann das PLS auf einem TP-PC abgebildet werden. Welches HMI zum Einsatz kommt, wird je nach Projekt mit dem Auftraggeber abgestimmt.

9.1 Automatik-Betrieb

Die Funktionen des Automatikbetriebs sind im SPS-Programm hinterlegt. Sämtliche Vorgänge werden in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen automatisch ausgelöst.

Sämtliche, für den Automatik-Betrieb erforderlichen Verriegelungen und Verknüpfungen der Aggregate untereinander, die Ein- und Ausschaltschwellen, so wie die Störmeldegrenzen sind im SPS-Programm hinterlegt.

Regelkreise werden als geschlossener Wirkungsablauf aufgebaut. Das bedeutet die Regelgröße wird über eine Messung erfasst, und unter ständigem Vergleich mit der Führungsgröße abhängig vom Ergebnis des Vergleichs an die Führungsgröße angepasst.

Grundsätzlich gilt für die Steuerung der Aggregate über die Prioritätsebenen: Die zuletzt eingestellte Betriebsart bleibt auch nach einem Spannungsausfall oder Wiederanlauf der SPS erhalten.

Alle Befehle vom HMI, dem PLS oder der Fernwirkstation werden vom Antriebsbaustein ausgewertet, und anschließend zurückgesetzt.

Nach einem Spannungsausfall oder Neustart/Wiederanlauf der SPS werden alle Störmeldungen einmalig quittiert (Flanke).

Antriebe die vor einem Spannungsausfall im Handbetrieb eingeschaltet waren bleiben ausgeschaltet, und müssen ggf. manuell neu gestartet werden.

Antriebe die im Automatikbetrieb vorgewählt waren, werden wieder für den automatischen Betrieb freigegeben, und bei Bedarf automatisch geschaltet.

Die Schieberbefehle Hand auffahren/zufahren werden in der SPS zwischengespeichert und mit dem Erreichen der jeweiligen Endlage zurückgesetzt.

Im regulären Betrieb werden die Anlagen im Automatikbetrieb gefahren.

9.2 Antriebsbausteine

Für alle Antriebe wie Pumpen, Schieber, Wirbeljets usw. müssen Antriebsbausteine erstellt werden.

Diese Funktionsbausteine beinhalten alle zu einem Antrieb zugehörigen Betriebs- und Störmeldungen, sowie die Befehle zur Ansteuerung der Aggregate. Zusätzlich zu den digitalen Ein- und Ausgängen sind die Bedienebenen HMI, PLS und, wenn vorgesehen, Fernwirkbetrieb zu implementieren.

Die Ansteuerung der Antriebe ist in den Betriebsarten Automatik und im manuellen Betrieb über HMI, PLS und, wenn vorhanden, Fernwirkbetrieb zu überwachen. Hierzu sind die Betriebsrückmeldungen in Abhängigkeit der Einschaltbefehle zeitlich verzögert abzufragen. Eine Überwachung im Vor-Ort-Betrieb ist nicht vorzusehen.

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Diese Überprüfung ist sowohl im eingeschalteten, als auch im ausgeschalteten Zustand aktiv. Das bedeutet, dass bei Antrieben die nicht angesteuert werden, auch keine Betriebsmeldungen anstehen dürfen. Bei Antrieben die angesteuert werden, muss die Betriebsmeldung anstehen (Überwachung Koppelrelais).

Die Verzögerungszeit der Rückmeldung kann am Baustein eingestellt werden. Bei fehlerhafter Rückmeldung ist der Antrieb abzuschalten und eine „Störung Rückmeldung“ auszugeben. Bei Schieberantrieben ist anstelle der Überwachung der Betriebsmeldungen eine einstellbare Gesamtlaufzeit vorzusehen. Die Überwachungszeit startet jeweils mit Ansteuerung des Schiebers neu. Mit Überschreitung der Gesamtlaufzeit wird der entsprechende Schieber ausgeschaltet und eine „Störung Laufzeit“ ausgegeben. Grundsätzlich sind alle Störmeldungen quittierpflichtig.

Mit Betätigung des Reparaturschalters werden alle Störungen des jeweiligen Antriebes unterdrückt. Eventuell anstehende Meldungen werden ebenfalls zurückgesetzt. Hierdurch können die Störmeldungen fehlerhafter Antriebe gezielt ausgeblendet werden. Lediglich die Betriebsmeldungen und die Meldung „Reparaturschalter betätigt“ bleiben aktiv.

Als Datenschnittstelle für die Betriebsarten PLS, HMI und Fernwirkbetrieb sind Datenbausteine einzurichten und entsprechend zu dokumentieren. Die Verwendung von Arrays innerhalb der Datenbausteine ist nicht erwünscht.

Für alle Antriebsbausteine sind daher gemeinsame Datenbausteine zu erstellen.

Beispiel:

DB10 = Hilfsdatenbaustein zur Hinterlegung der Hilfsmerker

DB20 = Datenbaustein zur Hinterlegung der digitalen Meldungen an das PLS bzw. der Fernwirkentrale

DB25 = Datenbaustein zur Hinterlegung der digitalen Störmeldungen an das PLS bzw. der Fernwirkzentrale

DB30 = Datenbaustein zur Übernahme der Befehle vom PLS bzw. der Fernwirkzentrale

Die Bitbelegung der Datenschnittstelle ist dem Kapitel 9.4 zu entnehmen.

Die Ansteuerung der zu den Antrieben gehörenden Leuchtmelder ist ebenfalls über die Antriebsbausteine zu realisieren, da nur so alle Störmeldungen (externe und interne) zur Anzeige gebracht werden können.

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9.3 Schnittstelle Antriebsbausteine

Es sind mindestens folgende Ein- und Ausgänge vorzusehen:

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9.4 Datenschnittstelle SPS- PLS; Befehle und Meldungen

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Wahlschalter (DB22) werden dann belegt, wenn auch ein entsprechender HW-Eingang vorhanden ist.

Belegung der Störmeldungen (DB23) können ja nach Antrieb und vorhandenen Überwachungen variieren.

9.5 Programmdokumentation

In der Symboltabelle sind alle Bezeichner mit AKZ und Klartext zu versehen.

• Digitale Eingänge
• Digitale Ausgänge
• Analoge Eingänge
• Analoge Ausgänge
• Merker & Merkerworte
• Zeiten
• Zähler
• OB, FB, FC, DB sind ebenfalls mit Klartext zu versehen

In Datenbausteinen sind keine Arrays erlaubt, da hier keine eindeutige Dokumentation möglich ist.

Die Daten der eingesetzten Datenbausteine sind ebenfalls mit Klartext zu versehen, sodass angelegte Soll-, Grenz-, Messwerte und Hilfsdatenworte auch als Solche erkennbar sind und eindeutig zugeordnet werden können.

9.6 PLS und Störmeldungen

Die Datenübertragung zum Prozessleitsystem ist entweder mit Profinet oder Ethernet zu realisieren. Die Datenbausteine zur Kopplung zum Leitsystem dürfen nicht symbolisch adressiert werden. Zur Überwachung der Datenverbindung soll ein Lebensbit parametriert werden. Bei einem Fehler soll eine Störmeldung ausgegeben werden. Es soll ein Koppelbaustein erstellt werden, von dem aus die Datenpunkte bereitgestellt werden, welche vom AG selektiv abgerufen werden können.

Grundsätzlich gilt, alle Störmeldungen müssen auf Seite der Hardware drahtbruchsicher ausgeführt werden. Das bedeutet der Gutzustand wird mit 1-Signal signalisiert, 0-Signal ist eine Störung. Eine TWG-Meldung ist notwendig für die Nachtalarm-Funktion. Die TWG- Meldung wird über die Datenschnittstelle vom HMI für jeden Antrieb separat ein- oder ausgeschaltet. Bei aktivierter TWG-Meldung und kommender Störung wird über eine Flankenauswertung ein gemeinsamer Merker „TWG-Alarm Antriebe“ gesetzt. Dieser Merker wird im SPS-Programm dazu verwendet einen Sammelalarm zu bilden. Dieser Sammelalarm setzt sich aus dem Merker „TWG-Alarm Antriebe“ und den zu bildenden Merker „TWG-Alarm Einzelmeldungen“ zusammen. Der hieraus gebildete „Sammelalarm TWG“ bleibt bis zur manuellen Quittierung bestehen. Die Alarmmeldung ist mit einem digitalen Ausgang drahtbruchsicher zu verknüpfen (Gutzustand = 1-Signal). Die Übertragung neuer Alarme muss

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auch in dem Fall gewährleistet sein, wenn während der Quittierung noch Störmeldungen anstanden.

9.7 Sicherheit

Die Programmierschnittstelle der SPS muss frei zugänglich sein, und darf nicht durch ein Passwort geschützt werden. Es muss sichergestellt sein, dass der Zugriff auf alle Programme zur Datensicherung, Programmanpassung usw. jederzeit möglich ist.

Einzelne Programmteile dürfen nur verschlüsselt werden, wenn der AN sich bereit erklärt dem AG die notwendige Entschlüsselung zur Verfügung zu stellen.

Sämtliche Programmteile müssen zur Fehleranalyse einsehbar und editierbar sein.

Der Einsatz eines „Know-how-Schutzes“ ist unzulässig.

Unkommentierte/unbeschriftete Programmteile werden als nicht erfüllter Vertrag betrachtet, auch wenn die Funktion gegeben sein sollte.

Alle Soll- und Grenzwerte sind in Datenbausteinen abzulegen, damit im Falle eines Spannungsausfalls keine Einstellungen verloren gehen.

Während der Inbetriebnahme muss das aktuelle SPS-Programm vor Ort auf einem Datenträger zur Verfügung stehen.

Dauerhafte Fernzugänge nach der Inbetriebnahme durch den Auftragnehmer oder Dritte sind unzulässig.

9.8 IP-Adressen

Die Bereiche für IP-Adressen sind wie folgt vorgegeben.

• PLS-Netzwerk 10.15.1.xx
• SPS-Netzwerk 10.15.2.xx
• Server 1 10.15.3.xx
• Server 2 10.15.4.xx
• Cluster 10.15.5.xx
• SPS-ProfiNet 10.16.2.xx

Netzklasse: C

Netzmaske: 255.255.255.0 255.255.254.0 Mitnutzung möglich, wenn mehr Adressen benötigt werden

10 Störmeldungen und Fernmeldetechnik

Störmeldungen sind drahtbruchsicher auszuführen. Alle auftretenden Betriebs- und Störmeldungen werden an die SPS gemeldet, bzw. dort gebildet, und je nach Vorgabe an folgenden Stellen gemeldet:

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• Vor-Ort-Steuerstelle
• Leitwarte
• Prozessleitsystem

Die Ansteuerung der zu den Antrieben gehörenden Leuchtmelder ist über die Antriebsbausteine der SPS zu realisieren, da nur so alle Störmeldungen (externe und interne) zur Anzeige gebracht werden können.

Störmeldungen und Sammelstörungen werden mit Meldeleuchten bzw. Anzeigen im HMI oder Leitsystem dargestellt. Die entsprechenden Aggregate werden abgeschaltet. Wenn die Störung behoben und quittiert ist, ist der Automatik-Betrieb für die Anlage, bzw. für den Anlagenteil, wieder freigegeben.

Abhängig von der Struktur des für die Anlage zuständigen Personals unterscheiden sich folgende Möglichkeiten:

• Anlage besetzt: Alarmierung in der Warte über PLS
• Anlage nicht besetzt: Störmeldung an das entsprechende Meldesystem TWG-Meldung

Meldungen in Abhängigkeit ihres Zustands als Anzeige an der Vor-Ort-Steuerstelle:

• Neue oder unquittierte Störmeldungen = Leuchtmelder rot blinkend
• Störung wurde behoben aber noch nicht quittiert = Leuchtmelder rot blinkend
• Störung wurde quittiert, steht aber noch an = Leuchtmelder rot Dauerlicht
• Quittierte Störung geht = Leuchtmelder aus

Bei Vor-Ort-Steuerstellen mit Umgehung der SPS (große Hebewerke, Pumpwerke) sind blinkende Meldungen als Dauerlicht auszuführen.

Die Darstellung von Störmeldungen am HMI und am Prozessleitsystem wird im Kapitel 13.2 „Farbtabelle für Prozessbilder“ beschrieben.

Verbandsweit werden Sammelstörungen mittels eines Störmeldeservers verteilt. Alle auftretenden Störmeldungen, sowie teilweise Bertriebsmeldungen werden an die SPS gemeldet, bzw. dort gebildet. Das erzeugte Bit wird mittels eines Webconnectors zum Störmeldeserver gesendet. Über eine Software des Webconnectors gelangt das Signal auf den OPC-Server. Das Prozessleitsystem mit Alarmmanagerfunktion verarbeitet das Signal. Es werden Sammelstörungen pro Anlage (z.B. „Störung Klärwerk Monheim“) auf Bereitschaftshandys und Pager erzeugt (TWG-Meldung). Eine programmierte Eskalationsstufe für die Bereitschaft stellt sicher, dass die Störmeldung entgegengenommen wird. Störmeldungen aller Anlagen laufen auf dem Störmeldeserver auf.

11 Überspannungs-, Blitzschutz und Potentialausgleich

Im Folgenden werden Maßnahmen für den Überspannungsschutz, Blitzschutz und den Potentialausgleich beschrieben.

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11.1 Überspannungsschutz

Folgende Maßnahmen werden für den Überspannungsschutz umgesetzt.

• Schutz der Hauptzuleitung vom VNB mit einem Überspannungsableiter Typ I+II, Anbringung nahe der Einspeisung
• Schutz einer Unterverteilung an deren Einspeisung mit einem Überspannungsableiter Typ I+II. Abgriff unmittelbar nach Hauptschalter von der lokalen Feld-Sammelschiene über eine geeignete Sicherung. Meldekontakt auf SPS.
• Beidseitiger Schutz der Energieversorgungsleitung bei Messgeräten im Außenbereich
• Beidseitiger Schutz der Messleitung bei Messgeräten im Außenbereich
• Beidseitiger Schutz der Sondenleitung bei Messgeräten o. Sonden im Außenbereich
• Beidseitiger Schutz von Daten- und Busleitung bei Verlegung im Außenbereich
• Entkopplung sensibler Spannungsebenen über entsprechende Komponenten (Trennverstärker, Koppelrelais, etc.)
• Spannungspotentiale SPS-Ein-/Ausgangs-Peripherie
• Spannungspotentiale hochwertiger elektronischer Leistungskomponenten (SA-/FU- Antriebe, etc.)

11.2 Erdungsanlage

Die Erdungsanlage wird in der Regel zusammen mit dem Gewerk Bautechnik errichtet, und beinhaltet folgende Leistungen:

Ringerder im Erdreich

• Ring-/Maschenerder unterhalb der Bodenplatte
• Ringerder um das Bauwerk
• Verbindung der Erdungsanlagen mehrerer Bauwerke
• Maschenerder im Gelände

Fundamenterder im Beton

• Ring-/Maschenerder in der Bodenplatte
• Verbindung der Erdungsanlage im Beton mit der Erdungsanlage im Erdreich
• Erdungsanschlusspunkte für Potentialausgleich
• Erdungsanschlusspunkte für Blitzschutzanlage

11.3 Potentialausgleich

Der Potentialausgleich beinhaltet folgende Leistungen:

• Ergänzende Maßnahmen an der Erdungsanlage, z. B. Staberder
• Montage und Anschluss der Potentialausgleichsschien(en) (PA-Schiene) an die Erdungsanlage
• Verbindung aller PA-Schienen untereinander
• Anschluss aller einzelnen Systeme an die PA-Schienen
• Elektrische Verbindung aller einzelnen Komponenten innerhalb eines Systems

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• Beschriftung der elektrischen Verbindung beidseitig entsprechend des AKZ-Systems

Der primäre Potentialausgleich besteht aus mindestens einer PA-Schiene. Je nach Projektumfang wird diese Haupt-PA-Schiene um eine entsprechende Anzahl ergänzt, und damit eine Struktur gemäß nachstehend dargestellten Prinzip geschaffen.

Alle PA-Schienen, vorhandene und die neu installierten, werden elektrisch leitend zu einer Ring-Struktur miteinander verbunden.

Ausgehend von den einzelnen PA-Schienen müssen mindestens folgende Systeme angeschlossen werden.

• Schaltanlage(n)
• Vor-Ort-Steuerstelle(n)
• Doppelboden-Unterkonstruktion
• Metall-Hauptkabeltrassen (Davon ausgenommen Panzerrohre mit Kunststoff-Endkappen)
• Aggregate/Messungen
• Rohrleitungssysteme aus Metall
• Alle Metallkomponenten, die zeitgleich von einer Person berührt werden können

Die einzelnen Komponenten innerhalb der Systeme werden miteinander elektrisch leitend verbunden. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass sich keine „Potential-Inseln“ ergeben.

11.4 Gebäudeblitzschutz

Allgemein wird für abwassertechnische Anlagen die Blitzschutzklasse 3 angenommen. Für explosionsgefährdete Bereiche wird Blitzschutzklasse 2 angenommen.

Der Gebäudeblitzschutz beinhaltet folgende Leistungen:

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• Ergänzende Maßnahmen an der Erdungsanlage, z. B. Staberder
• Montage und Anschluss der Ableitvorrichtungen an die Erdungsanlage
• Montage der Fang- und Ableitvorrichtungen
• Anschluss aller einzelnen Systeme an den Gebäudeblitzschutz
• Elektrische Verbindung aller einzelnen Komponenten innerhalb eines Systems

Die Blitzschutzanlage darf nur durch einen anerkannten Fachbetrieb errichtet werden. Zur Abnahme muss das Abnahmeprotokoll und die fachgerechte Dokumentation vorgelegt werden, aus der unter anderem die Position der Trennstellen, und der Nachweis über die gemessenen elektrischen Ableitwiderstandswerte hervorgehen.

12 Explosionsschutz

Bei dem Neu- oder Umbau von Anlagen, bei denen Explosionsschutzzonen (Ex-Zonen) definiert sind, sind folgende Vorgaben zu beachten. Beim Neubau von Anlagen ist ein Ex-Zonen-Plan zu erstellen, bei Umbau von Anlagen der bestehende Ex-Zonen-Plan anzupassen. Ein Austausch von Betriebsmitteln, welche sich in einer Ex-Zone befinden, ist zu dokumentieren. Ex-Zonen sind mit Symbol-Warnschildern "Warnung vor explosionsfähiger Atmosphäre" nach ASR A1.3 und DIN 4844 zu kennzeichnen.

Dokumentation, ergänzend zu der geforderten Dokumentation in Kapitel 13.4 Von allen Betriebsmitteln, welche sich in einer Ex-Zone befinden werden gefordert:

• Eigensicherheitsnachweis
• Angabe zur Zündschutzart
• Baumusterprüfbescheinigung*
• Betriebs- und Bedienungsanleitung*
• Auslösekennlinie des zugehörigen Motorschutzschalters bei Ex-e-Motoren*

Weitere erforderliche Dokumentation:

• Übersichtliche Aufstellung mit Angabe von Hersteller, Typ und Seriennummern von Gaswarnanlagen und den dazugehörigen Sensoren
• Prüfprotokoll über die Widerstandsmessung des Potentialausgleichs*
• Bescheinigung über die Ableitfähigkeit von Kunststoffen im Ex-Bereich (Vorhänge, Schläuche, Rohre etc.)*

• zusätzlich zur digitalen Dokumentation einfach ausgedruckt und abgeheftet

Farbvorgaben für die Erstellung von Ex-Zonen-Plänen:

• Zone 0 gelb

• Zone 1 rot

• Zone 2 hellblau

• schraffiert: abgedeckte Bereiche, umschlossene Räume

• vollflächig: Schächte, offene Bereiche

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Prüfung Die Prüfung vor Inbetriebnahme nach § 15 BetrSichV, in Verbindung mit Anh. 2, Abs. 2, Nr. 4.1. ist durch den Errichter durchzuführen. Die Prüfung der Installationen im Ex-Bereich ist durch eine zugelassene Überwachungsstelle (ZÜS), bspw. TÜV oder DEKRA, vor der Inbetriebnahme durchzuführen. Hierfür sind durch den Errichter alle o.g. Dokumente und Angaben vorzulegen. Festgestellte Mängel sind durch den Errichter zu beseitigen. Vor vollständiger Beseitigung aller Mängel ist die Anlage nicht in Betrieb zu nehmen.

Gaswarnanlage Für die Gaswarnanlage in Kombination mit den Messungen müssen die Anforderungen nach ATEX, DIN EN 60079-29-2 erfüllt sein. Die Abschaltung nicht-explosionsgeschützter Betriebsmittel ist in Übereinstimmung mit der TRGS 725 zu koordinieren. Hier ist die Reduzierungsstufe k = 1 für Betriebsmittel in Zone 2 zu beachten. Es können z.B. SIL-1-eingestufte Betriebsmittel verwendet werden. Für die Gaswarnanlage ist die k-Anforderung bei Nutzung eines gelisteten Systems gegeben und nachgewiesen. Bei einer Gaswarnanlage werden i.d.R. zwei Warnstufen programmiert. Die Werte sind dem Explosionsschutzdokument zu entnehmen. Sollten keine Angaben vorhanden sein, sind die gängigen Werte, 20 % UEG (untere Explosionsschutzgrenze) für den Voralarm und 40 % UEG, für den Hauptalarm zu nutzen.

Lüftung Das grundsätzliche Konzept beruht auf dem Abschalten der gefährdeten Anlagenteile bei Auftreten von gefährlichen Gaskonzentrationen. Eine technische Lüftung zur Zonenreduzierung kann vorgesehen werden, wenn der verfahrenstechnische Ablauf durch eine Abschaltung nicht unterbrochen werden darf. Technische Lüftungen sind entsprechend Reduzierungsstufen auszuführen und zu überwachen. Ein gesondertes Wartungs- und Handhabungsprotokoll bzw. Bedienungsanleitung ist im Vorfeld zur Prüfung vorzulegen.

13 Dokumentation

Die gesamte Anlage besteht aus mehreren Gebäudekomplexen und Anlagenteilen. Dies erforderte eine eindeutige Kennzeichnung der Anlagenteile sowie die darin enthaltenen Aggregate und Messungen und der damit verbundenen Peripherie.

Unter Verwendung der vom BRW beigestellten Unterlagen hat der AN in diese Pläne die zweckmäßige Anordnung und Anzahl der Anlagen, Einrichtungen und Geräte einzutragen, wobei er Rohrleitungen, Erdanschüttungen und sonstige Installationen innerhalb der Baukörper und im Gelände zu berücksichtigen hat.

Die zu den Anlagen, Einrichtungen und Geräten erforderlichen Leitungsinstallationen sind ebenfalls in die Pläne einzutragen.

Bauseitig zu den Aggregaten zugehörige Geräte, wie Magnetventile, Druckschalter, Druckwächter, Trockenlauf-Schutzeinrichtungen sowie Thermofühler und Dichtig- keitsüberwachungen, sind in die Planung mit einzubeziehen.

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13.1 Anlagen-Kennzeichnungssystem AKZ

Zur Vereinheitlichung aller Dokumentationsbestandteile wird für alle Anlagen und Anlagenteile folgendes Kennzeichnungssystem festgelegt. Es liegt das DWA-Merkblatt 803 zugrunde.

Der Grundaufbau der AKZ sieht wie folgt aus:

Für Aggregate und Armaturen:

[Betriebsstellennummer].[Objektnummer].[Zählung][Aggregate- und Armaturen-Kennzeichnung]-[ Zählung]

Für MSR-Einrichtungen:

[Betriebsstellennummer].[Objektnummer].[Zählung][MSR-Kennzeichnung]-[Zählung]

mit PV-Namens-Suffixe:

[Betriebsstellennummer].[Objektnummer].[Zählung][Aggregate- und Armaturen-Kennzeichnung]-[Zählung][PV-Namens-Suffix][PV-Namens-Suffix]

Betriebsstellen erhalten eine einheitliche Betriebsstellennummer:

Die Betriebsstellennummer ist notwendig, um eine eindeutige Bezeichnung bei Anwendungen zu gewährleisten, bei der Daten mehrerer Betriebsstellen gemeinsam verarbeitet werden. Die Betriebsstellennummer ist daher bei Datenbausteinen zu verwenden, die für den Datenaustausch / einer Fernkommunikation verwendet werden. Zudem ist sie auf dem Deckblatt des Stromlaufplans abzubilden.

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Objektnummer der Prozessfunktionen auf Kläranlagen

Die Klärwerke werden in Prozesse unterteilt und aufgeschlüsselt.

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• Es sind Anlagenteile in Maschinenhäusern grundsätzlich den jeweiligen Prozessfunktionen zuzuordnen. Diese Objektnummer ist nur in Ausnahmefällen zu nutzen.

Die Prozessfunktionen werden in den AKZ mit einer zählenden Nummer versehen.

Beispielsweise existieren zwei Systemproduktstationen auf der Kläranlage, so wird die erste als 28.01, die zweite als 28.02 gekennzeichnet.

Aggregate- und Armaturen-Kennzeichnung

Aggregate und Armaturen werden den jeweiligen Prozessen zugeordnet und erhalten eine Kennzeichnung.

Stand 12.2025 32

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Die Aggregate- und Armaturen-Kennzeichnungen werden in den AKZ ebenfalls mit einer zählenden Nummer versehen.

Beispielsweise existieren zwei Elektroschieber im Prozess Rechen, so wird der erste als 15.01ES-01, der zweite als 15.01ES-02 gekennzeichnet.

Beispiele für den Aufbau einer AKZ für eine Armatur

Beispiel 1:

Klärwerk Hilden, erster Elektroschieber in der ersten Rechenanlage:

46600900.15.01ES-01

Beispiel 2:

Klärwerk Angertal, Elektroschieber 3 in der zweiten Rechenanlage:

41500900.15.02ES-03

Beispiel 3 - Sonderfall:

Es gibt Anlagenaggregate, die sich keiner einzelnen Prozessfunktion zuordnen lassen. Beispielsweise kann ein Schlammverteilerschacht, von dem drei einzelne Voreindicker beschickt werden, weder dem Voreindicker 1, noch dem Voreindicker 2, noch dem Voreindicker 3 zugeordnet werden. Er ist dennoch zugehörig zum Prozess Voreindickung allgemein. In dem Fall wird 00 als Teilobjektnummer gewählt.

Stand 12.2025 33

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Klärwerk Ratingen, Voreindickung allgemein, erster Verteilerschacht.

42400900.33.00VS-01

MSR-Kennzeichnung

MSR-Einrichtungen werden den jeweiligen Prozessen zugeordnet und erhalten eine Kennzeichnung.

Die AKZ-Nummer erhält nur jeweils einen Kennbuchstaben pro MSR-Einrichtung. Hat ein Bauteil mehrere Funktionen, kann beispielsweise Durchfluss (F-) und Geschwindigkeit (S-) messen, so erhält es zwei separate AKZ-Nummern.

Beispiel für den Aufbau einer AKZ für eine MSR-Einrichtung

Beispiel 1:

Klärwerk Hilden, zweite Druckmessung in der ersten Rechenanlage:

46600900.15.01F-02

PV-Namens-Suffixe

Stand 12.2025 34

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PV steht für Prozessvariable. Die PV-Namens-Suffixe setzen sich aus zwei Teilen zusammen. Beide Teile werden hintereinander, mit Unterstrich, an den PV-Namen angehängt.

Beispiel für den Aufbau einer AKZ mit PV-Namens-Suffixe

Beispiel 1:

KW Hilden, 1. Rechen, 2. Elektroschieber, Rückmeldung Endlage Auf:

46600900.15.01ES-02_RM_AUF

Beispiel 2:

KW Hilden, 2. Rechen, 2. Elektroschieber, Störmeldung Drehmoment:

46600900.15.02ES-02_ST_DR

Stand 12.2025 35

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13.2 Farbtabelle für Prozessbilder

Nachfolgend werden die RAL-Farben für die Visualisierung verschiedener Prozesse im Prozessleitsystem, in der HMI-Bedienung und auf Plänen aufgeführt.

Nachfolgend werden die RAL-Farben für die Visualisierung verschiedener Betriebszustände von Aggregaten im Prozessleitsystem und in der HMI-Bedienung aufgeführt. Die Symbole der Aggregate werden bei den entsprechenden Betriebszuständen mit der jeweiligen Farbe gefüllt.

Beispielsymbole:

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13.3 Kennzeichnungsschilder und Beschriftung

Jedes Gehäuse einer Schaltanlage und die darin enthaltenen Betriebsmittel, sowie alle Komponenten außerhalb einer elektrischen Schaltanlage werden dauerhaft gekennzeichnet. Diese Kennzeichnungen sind Teil der Auftragserfüllung, auch, wenn sie nicht explizit mit beauftragt werden.

Alle Kabel sind jeweils an den Enden, also mindestens beidseitig, an den Ausgängen von Schutzrohren bzw. Gebäuden und an Trassenabzweigungen mit Bezeichnungsschildern aus Kunststoff zu versehen. Kabelmarker sind immer in UV-beständiger Ausführung zu verwenden, unabhängig vom Einsatzort. Die Schilder sind dauerhaft zu befestigen. Sie dürfen nicht geklebt werden.

Netzwerkkabel sind mit einer 4-stelligen Kabelnummer, erste Ziffer 5, fortlaufend zu beschriften. Die Kabelnummern sind im Stromlaufplan und in der Netzwerktopologie zu verwenden.

Beispiel: Netzwerkkabel 1: 5001 Netzwerkkabel 2: 5002

Steckverbinder innerhalb der Schaltanlagen sind dauerhaft zu kennzeichnen.

Im Schaltschrank ist eine doppelte Beschriftung gefordert. Sowohl das Bauteil, als auch die Montageplatte an der Stelle, wo das Bauteil montiert ist, erhalten identische, gut sichtbare Beschriftungen. Beschriftungen auf Verdrahtungskanaldeckeln sind unzulässig.

Sind an Vor-Ort-Steuerstellen Sicherheitseinrichtungen wie Trockenlaufschutz deaktiviert, ist an der Vor-Ort-Steuerstelle ein Hinweisschild anzubringen.

Für die Kennzeichnung gilt folgendes Konzept:

Stand 12.2025 37

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Die Kurzbezeichnungen der Prozessfunktionen sind dem Kapitel 13.1 „AKZ“ zu entnehmen.

Alle Schilder bis auf das Zugangsschild (gelb, weiße Schrift) sind weiß mit schwarzer Schrift. Zu verwenden sind gravierte UV-beständige Kunststoffschilder mit gefastem Rand. Die Größe ist je nach Anwendungsfall auszuwählen, innerhalb des Anwendungsfalls einheitlich. Für Betriebsmittel im Schaltschrank können Klebeschilder verwendet werden.

Soweit keine anderweitigen Vorgaben gelten, wird je neu errichtetem Schaltraum ein Satz folgender Schilder vorgesehen:

• Sicherheitsschild nach DIN 40 008 / Teil 2, Verbotsschild V 1; „Nicht schalten, es wird gearbeitet“
• Sicherheitsschild nach DIN 40 008 / Teil 2, Verbotsschild V 2; „Nicht schalten“
• Sicherheitsschild nach DIN 40 008 / Teil 2, Verbotsschild V 3; „Nicht berühren, Gehäuse unter Spannung“

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• Sicherheitsschild nach DIN 40 008 / Teil 2, Warnschild W1; „Gefährliche elektrische Spannung“
• Aushang nach DIN VDE 0105 / Teil 1; Bestimmungen für den Betrieb von Starkstromanlagen
• Aushang nach DIN VDE 0134; Anleitungen zur Ersten Hilfe bei Unfällen
• Aushang nach DIN VDE 0132; Merkblatt für die Bekämpfung von Bränden in elektrischen Anlagen
• Aushang Unfallverhütung
• Aushang Sicherheitsregeln

13.4 Stromlaufpläne und Dokumentation

Stromlaufpläne sind grundsätzlich im Programm „E-Plan“ in der neusten Programmversion und nach gültiger DIN-Norm zu erstellen. Dem AG zu übergeben sind sie als bearbeitbare „zw1“-E-Plan-Datei, inklusive „edz“-Datei, als PDF-Datei sowie einfach ausgedruckt.

Bei Änderungen in bestehenden Stromlaufplänen werden diese als E-Plan-Datei zur Verfügung gestellt. Die Änderungen sind mit E-Plan vorzunehmen. Sind die bestehenden Pläne bauseits nicht als E-Plan-Datei vorhanden, werden sie als PDF-Datei zur Verfügung gestellt. Die Änderungen sind als neuer Stromlaufplan in E-Plan zu erstellen und so umzusetzen, dass der neue Plan sich mit Beschriftungen und Querverweisen in die Bestandspläne einfügt. Analog gilt dies für andere Pläne wie Lagepläne oder Kabeltrassenpläne.

Als Grundlage wird ein E-Plan-Basisprojekt zur Verfügung gestellt, welches zwingend zu verwenden ist. Fehler und Warnungen im E-Plan-Projekt sind zu eliminieren, Hinweise sind zulässig.

Die Dokumentation setzt je nach Projekt aus folgenden Komponenten zusammen. Die gesamte Dokumentation muss dem AG folgendermaßen, in deutscher Sprache, übergeben werden:

• 1x Schaltplan ausgedruckt und geheftet zur Ablage am Schaltschrank.
• 2x Dokumente digital auf gängigem Datenträger: o Schaltplan (Aufbauzeichnung, Stromlaufplan, Klemmliste, Bauteilliste, etc.) bearbeitbar, als E-Plan-Projekt o Schaltplan (Aufbauzeichnung, Stromlaufplan, Klemmliste, Bauteilliste, etc.) in PDF-Format o Einpolige Darstellung / Blockschaltbild o Geräteunterlagen, Handbücher, Bedienungsanweisungen o Konformitätserklärung und Errichterbestätigung o Genehmigtes Pflichtenheft o Funktionsdiagramme, Ablaufbeschreibung o SPS-Programm als TIA-Projekt o SPS-Programmplan (Antriebe, elektronische Geräte, Eingangs- und Ausgangs- belegungen, Merker, Zeiten usw. mit ausführlichem Text beschriftet) in PDF- Format

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o Tabelle mit aktuell eingestellten Soll- und Grenzwerten (während Inbetriebnahme ermittelt) oder als Variablentabelle im SPS-Programm mit aktuellen Einstellungen o Datenpunktlisten, Querverweislisten o Störsuchanleitung o HMI-Programm o Konfigurationssoftware einschl. letzter Parametrierung o Mess- und Prüfprotokolle o Parametrierlisten für Frequenzumrichter etc. o Zertifizierung über die Zulassung von WHG-Messgeräten o Errichterbescheinigung o Kabeltrassenpläne o Lagepläne der Außenverkabelung o Betriebs- und Wartungsvorschriften in Form eines Betriebshandbuches o Unterweisungsnachweis für die Einweisung des Personals o Fotodokumentation von Erdungsanlagen

• Für Ex-Bauteile benötigte Dokumentation siehe Kapitel 12

Vor der Fertigung von Schaltschränken ist dem AG der Schaltplan zur Prüfung vorzulegen. Der Schaltplan wird nicht auf Funktionalität geprüft, dies liegt in der Verantwortung des AN. Vor Beginn von Programmierarbeiten muss das Pflichtenheft vorliegen.

Während der Inbetriebnahme muss das aktuelle SPS-Programm vor Ort auf einem Datenträger zur Verfügung stehen.

Für Arbeiten am Prozessleitsystem oder an SPS-Programmen muss vor Beginn ein Backup des aktuellen Stands zur Systemwiederherstellung erstellt werden. Die Arbeiten sind eine Woche vorher anzukündigen.

Pläne sind als bearbeitbare DWG-Datei zur Verfügung zu stellen. Sind Pläne anzufertigen oder Bestandspläne zu ändern, so ist das BRW-Lastenheft AutoCAD zu beachten, die DIN EN ISO 10628 anzuwenden sowie die Farbtabelle des Kapitels 13.2 zu beachten.

13.5 Fabrikatvorgaben

Es werden folgende explizit auszuschreibende und zu verwendende Fabrikate vorgegeben.

Die Positionen dieses Kapitels enthalten explizite Fabrikatvorgaben. Gründe dafür sind der Aufwand der Ersatzteilhaltung, schlanke Lagerhaltung, die Qualifikation und Schulung des Fachpersonals auf Instandhaltung, Bedienung und Programmierung sowie Schnittstellen- sicherheit.

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Eine Fabrikatliste mit gängigen Fabrikaten für andere Bauteilkategorien kann eingesehen werden.

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