SARI im Assuan Staudamm

Eine der ersten Versionen des SARI Systems wurde 2002 im bekannten Assuan Staudamm in Ägypten eingesetzt (Aswan High Dam, Sadd-el-Aali).
Das Projekt zur Modernisierung dieser Anlage wurde von einem US-Amerikanischen Auftraggeber geleitet, im Rahmen der amerikanischen Entwicklungshilfe US-Aid.
Die Anlage besteht dort aus 26 SARI Computern mit denen das gesamte Assuan Kraftwerk, mit mehr als 12000 Signalen, lokal bedient und überwacht werden kann.

Der High Dam staut den Nil mit einer gigantischen Staumauer aus Beton und Erdreich zum bekannten Nasser-Stausee, der an Abu Simbel vorbei bis in den Sudan reicht. In Assuan existieren zwei Staudämme, zwei Stauseen und drei Wasser-Kraftwerke, Aswan 1, Aswan 2 und der High Dam. In der Mitte des kleinen Stausees von Aswan 1 befindet sich die Philae Insel mit dem weltberühmten Philae Tempel, den jeder Tourist kennt.

In der entgegen gesetzten Richtung von Assuan nach Norden in Richtung Luxor, an den Orten Kom Ombo und Edfu (Idfu) vorbei, liegt noch eine weitere kleine Staumauer und der Ort Esna (Isna). Auf Einladung der Ägypter hatten wir uns im Dezember 2004 auch die Anlage von Esna angesehen, um zu untersuchen ob SARI auch dort eingesetzt werden könnte. Leider waren die vorhandenen Kommunikations-Protokolle der Maschinen nicht offen gelegt, so dass eine Anbindung an das bereits bestehende alte Leitsystem nicht durchführbar war.

Warum der Assuan Staudamm in Ägypten ?
Das etwas kleinere Wasserkraftwerk von Assuan 1 wurde den Jahren 1993 bis 1996 von einem europäischen Konsortium vollständig modernisiert. Hierbei wurden die Maschinen und die Schaltanlage erneuert und ein modernes Leitsystem installiert. Schon damals bei den Arbeiten an Assuan 1 entstand die etwas abenteuerliche Idee, ein eigenes System im grossen High Dam einsetzten zu wollen. Der High Dam wurde damals noch vollständig per Hand bedient und manchmal auch zu Fuß gesteuert, wenn der alte russische Fahrstuhl tief hinunter zur Turbinenhalle wieder einmal hängen blieb.
Das eigene System einsetzen ! Ein Wunsch, der gegen die übermächtige Konkurrenz der großen Konzerne, mit ihrem weltweit bekannten Firmenimage, wohl kaum eine Erfolgs-Chance zu haben schien. Fünf Jahre später solle der Plan in Erfüllung gehen, gegen den harten Widerstand einiger Personen, die das System eines großen Konzerns vertraten. Technische Fakten und der unermüdliche Einsatz einiger Befürworter brachen die Mauer und SARI konnte eingesetzt werden.

Aufgabenstellung :

Das Kraftwerk besitzt 12 Maschinen (Generator/Turbine) und eine Schaltanlage, die über lokale Bedienstationen (HMI) überwacht und bedient werden sollen. Die Schaltanlage besteht aus drei Anlagenteilen für 500000 Volt, 132000 Volt, 6000 Volt und zusätzlich zwei Auto-Transformatoren. Sowohl unser ägyptischer Kunde als auch der US-Amerikanische Auftraggeber forderten eine volle Redundanz des Leitsystems und ebenso redundante lokale Bedienstationen (HMI).
Das bedeutet, das System muss in hohem Maße ausfallsicher sein, da die gesamte Energieversorgung des Landes von der Zuverlässigkeit der Anlage abhängt.
In Assuan wird ABB Advant als Leitsystem eingesetzt, mit insgesamt 15 Prozessrechnern vom Typ AC450 (ABB Advant Controller, PLC). Eine lokale Bedienstation (HMI) wird je über eine RCOM-Schnittstelle mit einem AC450 Controller verbunden und erhält hierüber Kontakt zum Prozess. In Assuan handelt es sich um eine Sonderanwendung, da es mit jeder einzelnen lokalen SARI Bedienstation (HMI) möglich sein muß, das gesamte Kraftwerk zu überwachen und zu steuern. Insgesamt werden mit jeder einzelnen SARI Bedienstation (HMI) ca. 12000 Signale verarbeitet.

Das Prozessbild (siehe rechts) wurde nach den Vorgaben des Kunden erstellt und orientiert sich in Aufbau und Design an den vor Ort verwendeten Standards. SARI Prozessbilder können an jedes gewünschte Design angepasst werden. Zu sehen ist die symbolisierte Darstellung der Generatoren (G) Unit 1 bis 3 und deren aktuelle Leistung (Mega Watt), die aus den Wassermassen des großen Nasser Stausees (Nil) erzeugt wird. Ebenso ist die Schaltanlage der Mittelspannungsebene zu sehen (weiß) mit Leistungsschaltern, Trennern und den Transformatoren zur Hochspannungsebene. Zusätzlich ist ein Teil der Schaltanlage der Hochspannungsebene (500 000 Volt) zu erkennen.

Lösung :

Insgesamt werden 26 Personalcomputer mit SARI eingesetzt, um von jeder Stelle des Kraftwerks aus einen Überblick über den Zustand der gesamten Anlage zu erhalten. An jeden AC450 Advant Controller der 12 Maschinen (Unit 1...12) werden zwei identische lokale SARI Bedienstationen (SARI HMI) angeschlossen. Jede Bedienstation erhält einen eigenen Bildschirm und eine eigene RCOM Verbindung zum Advant Controller. Fällt eine RCOM Verbindung aus, so sind beide Bedienstationen noch voll einsatzfähig, da diese über ein Redundanz Netzwerk miteinander verbunden sind. Fällt beispielsweise die RCOM Verbindung von Station 1 aus und der Bediener gibt einen Sollwert über Station 1 ein, so wird der Sollwert nach Station 2 übertragen und von dort über die funktionierende RCOM Verbindung zum Advant Controller gesendet. Damit von jeder lokalen Bedienstation das gesamte Kraftwerk überwacht werden kann, sind alle SARI Bedienstationen über ein Glasfaser Netzwerk mit Internet-Protokoll (TCP/IP) miteinander verbunden.

Lokale Bedienung an jeder der 12 Maschinen :

Redundantes lokales SARI Bedienungs-System mit zwei Personalcomputern HMI1, HMI2 und zwei TFT Bildschirmen. Die Bedienung erfolgt über eine Rollkugel pro Personalcomputer.
Die Verbindung zum Advant Controller erfolgt über zwei RCOM Schnittstellen. Die Verbindung zu den anderen SARI Bedienstationen erfolgt über ein Glasfaser Netzwerk mit Internet-Protokoll.