Bildung Regeln Handeln¼h... · 2020-02-04 · 3 % öffentliche Wasserversorgung (0,1 % Landwirtschaft) Deutschland weist eine Fläche von 357.386km² auf. Quelle: ... der deutschen

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Frühwarnsystem in der TrinkwasserversorgungBSI-KRITIS konforme Fernüberwachung

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Bildung, Regeln und Faktenals Grundlage rationeller Entscheidungen

BildungWissen

RegelnDIN-DVGW

FaktenKenntnis

HandelnEntscheidung


StatistikTrinkwasserversorgung

Deutschland:Wasserdargebot und Nutzung

188 Milliarden Kubikmeter83 % ungenutzt10 % Wärmekraftwerke4 % Bergbau und verarb. Gewerbe3 % öffentliche Wasserversorgung

(0,1 % Landwirtschaft)

Quelle: bmu.deDeutschland weist eine Fläche von 357.386 km² auf. 188 Mrd. m³ entsprechen ca. 50 cm Wasserpegel in ganz Deutschland.



Deutschland:Wassergewinnung nach Arten

5 Milliarden Kubikmeter (37 x Möhne mit 134,5 Mio. m³)

61 % Grundwasser12 % Seen und Talsperren

9 % angereichertes Grundwasser9 % Uferfiltrat8 % Quellwasser1 % Flusswasser

Quelle: bmu.de



GrundwasserOberflächenwasserUferfiltratangereichertes UferfiltratSeen, Flüsse, Talsperren

Quelle: Bundesanstalt für Gewässerkunde


Statistik75% aller WVU versorgen Städte/Gmd. bis 10.000 Einwohner

Quelle: bmu.de

Anzahl deutscher Wasserversorger5.845 Wasserversorger (Jahr 2016)5 % ( 0 Einwohner)8 % ( < 100 Einwohner)

16 % ( 100 bis 1.000 Einwohner)46 % ( 1.000 bis 10.000 Einwohner)19 % ( 10.000 bis 50.000 Einwohner)3 % ( 50.000 bis 100.000 Einwohner)1 % (100.000 bis 200.000 Einwohner)1% (200.000 bis 500.000 Einwohner)

< 1% (500.000 Einwohner und mehr)

25%

7

5%


Statistik70% des Trinkwassers müssen hygienisch einwandfrei sein!

Wasserverbrauchpro Kopf

121 Liter (Jahr 2013)4 % Essen und Trinken

66 % Hygiene und Körperpflege30 % Haus, Auto, Garten, Verluste

Quelle: bmu.de

30 %

7

0 %



Tagesverbrauch pro Kopfbis 100 Liter> 100 - 115 Liter> 115 – 130 Liter

Quelle: Bundesanstalt für Gewässerkunde



WasserpreisDurchschnitt in Deutschland1,70 €/m³ (Jahr 2013)206 € für 2-Personen Haushalt

71 € Grundgebühr Quelle: bmu.de

Vergleich:Mineralwasser12x 0,7 Liter6,95 €= 827,38 €/m³

Vergleich:Wasserspender18 Liter Ersatzkanister17,49 €= 971,66 € / m³



Investitionen der deutschen Wasserversorgungsunternehmen

2,5 Mrd. € (Jahr 2013)63 % Rohrnetz (1.575.000.000 €)

Ziel: • geringe Wasserverluste• hohe Versorgungssicherheit

Quelle: bmu.deZur Erinnerung:Wassergewinnung: 5 Mrd. m³ pro Jahrdamit Investitionsanteil: 50 Cent/m³


Kennzahlensystemder deutschen Wasserversorgung

Sicherheit· Ressourcenauslastung· Anlagenauslastung· Qualitätskontrolle· Zuverlässigkeit· Schäden

Quelle: DVGW, IWW

Leistungsmerkmale der Wasserversorgung

Qualität· Trinkwasserqualität· Dienstleistungsqualität · Anlagenüberwachung· Anlagendokumentation· Wasserverluste

Kundenservice· Kundenbetreuung· Servicequalität· Kundenbeschwerden· Kundenzufriedenheit· Rechnungsstellung

Nachhaltigheit· Ressourcenschutz· Ressourcenverbrauch· techn. Substanzerhaltung· wirtsch. Substanzerhaltung· Personal und Soziales

Wirtschaftlichkeit· Erlös-/Ertragsanalyse· Kosten-/Aufwandsanalyse· Analyse nach Aufwandsarten· Trinkwasserentgelt· Personaleinsatz


Frühwarnsystemfür Gefahren in der Trinkwasserversorgung

Gewinnung• Grundwassermonitoring• Quellfassungsmonitoring• Gewässerpegel & Qualität• Regenmesser• Temperatur, pH, Sauerstoff• Nitrat, Leitfähigkeit, Trübung• Zutrittsüberwachung

Einsatzgebiete von Prozesswächternzur Erkennung von Trinkwassergefahren:

Verteilung• Wasserverlust / DMA• Rohrbruch-Alarm• Netzdruck-Monitoring• Druckregelung / PMA• Havarie von Schächten• Anti-Stagnations-Spülung• Zutrittsüberwachung




Ressourcen-ÜberwachungGrundwasser-Monitoring (70% Grundwasser & angereichertes Grundwasser)

Überwachung: Ressource (mittel-/langfristig fallende Pegel)Schadstoffeintrag (Nitrat, Salze/Leitfähigkeit)TemperaturverlaufVandalismus

Sensorik: • Pegelsonde• Kombi-Sonden

Temp., pH, Leitfähig, Nitrat, Sauerstoff• Überwachung des Schutzgehäuses

Wakeup-Zeiten:Pegel + Temp: 0,2 sPegel + Leitf.: 1,5 sLeitf. + Temp: 2 spH + Temp.: 2 sSauerstoff + Temp. 2 sTrübung: 10 s


Wassergewinnung & SpeicherungQuellfassungen & Behälter

Überwachung:Pegel/ DurchflussSchadstoffeintrag (Nitrat, Leitfähigkeit, Trübung)Temperaturverlauf und Zutrittsüberwachung

Sensorik: • Pegel (Pegelsonde, Ultraschall, Radar)• Durchfluss (Q/H, mech. Zähler, MID, Ultraschall)• Kombi-Sonden

Temp., pH, Leitf., Nitrat, Sauerstoff, Trübung• Nährungsschalter, Kontakte


Ressourcen-ÜberwachungNaturgewässer

Überwachung:PegelSauerstoffgehaltSchadstoffeTemperaturverlauf

Sensorik: • Kombi-Sensor: Sauerstoff + Temperatur• Kombi-Sonden pH, Leitf., Nitrat, Trübung…

Abb. links: Aasee bei Münster, 10.8.2018ca. 30 Tonnen Fisch (ca. 90%) der Fischedurch Sauerstoffmangel verendet. Erst danach Frühwarnkonzept erstellt.Abb. rechts: Stever b. Haltern, 6.8.2019ca. 1,2 Tonnen Fisch durch Sauerstoffmangelverendet. Gelsenwasser fischt Kadaver ab.

Quellen: wdr.de


Wassergewinnung und WasserverteilungHochwasser (Niederschlag und Pegelstände)

Gefahr: Über flutung & Verkeimung

Sensorik: • Ultraschall• Radar• Pegelsonde• Regenmesser

RadarsensorMessbereich 1: 0,3 … 8,5 Meter

optional bis 40 Meter !Wakeup: 2,5 Sekunden

Niederschlagssensorunbeheizt wintertauglichmit ImpulsausgangQuelle: meteorologyshop.eu/

PegelsondeWakeup: 0,2 Sekunden


TrinkwasserschutzLagerung umweltgefährdender Stoffe

Überwachung vonLagertankszum Beispiel Güllebehälter/Silos

Sensorik: • Pegelmessung• Endlagenschalter von Armaturen• Durchflussmesser• Schwimmerschalter• Strömungswächter

Beispiel: Halver, März 20151,7 Mio. Liter Gülle flossen in die Neye-Talsperre.Speichervolumen des Behälters: 6.000 m³ Gülle.Vermutliche Ursache: Geöffneter Schieber der Abfüllleitung. Im Bach kam es zu einem Fischsterben und in der flussabwärts gelegenen Neye-Talsperre bildete sich in 20 Metern Tiefe, direkt vor der Staumauer Wipperfürth, eine riesige Gülle-Blase. 50 Mio. Liter „Jauchewasser“ mussten in ein Klärwerk umgeleitet werden.Der Schaden wurde auf 214.000 € beziffert.

Quelle: wp.de




WasserverteilungWasserverluste

5,3 % Wasserverlustein Deutschland (2017)5,3% von 5 Mrd. m³ bei 1,70 €/m³ = 450 Mio. € entgangene Erlöse pro Jahr

1995: 9,1% …22 Jahre später … 2017: 5,3%bei 1,575 Mrd.€ Rohrnetz-Invest pro Jahr = 55 Mrd. € in 22 JahrenDie Investitionen zeigen Wirkung!

Quelle: Hamburgwasser (Ausstellung)aufgenommen am 22.7.20175 bar und 5 mm Durchmesser11.500 m³/a = 1,3 m³/h

Torricelli:

5 bar

ohne Reibung: 2,2 m³/h bei 5 mm ÆQuelle: statista.com

Ein klarer Trend!


WasserverteilungWasserverluste

A: Sichtbar

45% Verlustmenge

10% Häufigkeit

B: Schleichend

20% Verlustmenge

C: Unerkannt

35% Verlustmenge

55% Verlustmenge

90% Häufigkeit

A B C

55 % aller Verlustmengen sind unsichtbar!


WasserverteilungWasserverluste, DMA

Überwachung: Durchfluss / Volumenstrom> Zonenüberwachung / DMA

Sensorik: • mechanische Zähler (Impulsausgang)• Ultraschall (Impuls oder Modbus)• IDM/MID (Impuls oder Modbus)

Beispiel: Fa. LORENZ Meters, Typ Oktave (bis DN300)Batteriebetriebener Ultraschall-Durchflussmesser15 Jahre BatterielaufzeitIP68: direkter Erdeinbau, überflutbarAnlauf ab 15 Liter pro Stundeauslesbar über Impuls, 4-20 mA, M-Bus, Modbus, OMSkeine Ein-/Auslaufstrecken, Vor-/Rücklaufüberlastbar >> Q4 (Feuerlöschleitungen)


WasserverteilungDruck-Management, PMA

Überwachung & Regelung: Druck (Ein-/Ausgangsdruck)Durchfluss

Sensorik: • Drucksensoren (Vordruck, Nachdruck)• Durchflussmesser (Impuls oder Modbus)

Regelung: LS-V steuert Magnetventil, das dadurchzwischen zwei Pilotventilen mit unter-schiedlichen Ausgangsdrücken wechselt.




WasserverteilungÜberwachung abgelegener Bauwerke

Überwachung: Havarie / Über flutung (z. B. : BEV-Schacht)

Sensorik: • Schwimmerschalter• Pegelsonde

S chwim merschalter1x Voralarm (Service)1x Hauptalarm (sofort!)

Pegelsondekontinuier lich mitSchwellwertalarm


WasserverteilungWasserdichter, fernüberwachter BEV-Kompaktschacht DN80

Überwachung: HavarieDruckÖffnung

Sensorik: • Schwimmerschalter• Drucksensor• Nährungsschalter


WasserverteilungWasserdichter, fernüberwachter BEV-Kompaktschacht DN80

Überwachung: HavarieDruckÖffnung

Sensorik: • Schwimmerschalter• Drucksensor• Nährungsschalter


WasserverteilungStagnation / Hygienespülung

Überwachung & Regelung: Druck, Durchfluss, ZutrittAuf-/Zu Regelventil (LS-V)

Sensorik: • Druck- oder Druck-/Temperatursensor• Durchflussmesser (Impuls oder Modbus)

Regelung: LS-V steuert Magnetventil, das dadurchzwischen zwei Pilotventilen mit unter-schiedlichen Ausgangsdrücken wechselt.


WasserverteilungZutrittskontrolle

Überwachung: Tür- und FensterkontakteSchachtabdeckungenQuellfassungenBrunnendeckel

Sensorik: • Nährungsschalter• Magnetkontakte


Prozesswächeruniversell und spartenübergreifend einsetzbar



Abwasser• Messen und protokollieren des Einstau-

und Entlastungsverhaltes von Regenwasserbehandlungsanlagen gemäß SüwVO Abw.

• Fremdwasser-Monitoring• Überwachung von Direkteinleitern

Weitere Einsatzgebiete:

Gasversorgung• Überwachung abgelegener

Reglerstationen• Netzdruck-Monitoring




Prozesswächter-Sensorendigital und analog

Trübung

Leitf.+

Temp.

Leitf.+

Druck

O+ Temp.

Nitrat+

Temp.

pH+

Temp.Redox

+Temp.

Chlor

Kundenwunsch

Neigung+

Winkel

Sie entscheiden, was Sie überwachen wollen.Wir bieten Ihnen die passende Sensorik.

Durch-fluss Druck PegelDruck+

Temp.

Pegel+

Temp.

Distanz Radar

Distanz Ultras.

Zutr ittObjekt-schutz


ProzesswächerDatensicherheit

von der Anlage bis zu Ihrem PC

S ICH E R H E IT F Ü R IH R E INF R AS T U K T U R

Primäre Schutzziele mit hohen Anforderungen• Einsatz verlässlicher, vertrauenswürdiger Informationstechnologie• Datentransport, Speicherung, Auswertung nach nationalem Recht• Integrität, Authentizität und Vertraulichkeit der Systeme• Jederzeit Zugriff auf relevante Daten• Verhinderung unautorisierter Datenveränderung• Gewährleistung Echtheit, Überprüfbarkeit, Vertrauenswürdigkeit, Herkunft• Schutz aller Informationen vor unbefugter Preisgabe• weitere Anforderungen gem. Bausteinen BSI und ISO/IEC 27001

Kritisverordnung (BSI-KritisV)Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik

DVGW-Merkblatt W1060IT-Grundschutzkompendium (BSI)ISO/IEC 27001

Praxisbeispiel: HarzwasserwerkeSchematische Darstellung der direkten Kommunikationvon 240 Prozesswächtern mit der lokalen Leitstelle.

Prozesswächter > Mobilfunk (G2/G3) > Leitstelle

Der WasserMEISTER (Ausgabe 4|2019, Dez. 2019)

Fachbericht Harzwasserwerke

Der 2-seitige Bericht liegt zum Mitnehmen aus.

Verlässliche Kommunikation

Mobilfunk hat sich seit 1926 (Zugfunk) kontinuierklich weiterentwickelt.Heute ist er ein fester, unverzichtbarer Bestandteil unserer Gesellschaft.

Seine Netzabdeckung zeichnet ihn ebenso aus, wie seine hohe Verfügbarkeit.

Prozesswächter mitMobilfunkanbindungÜber 2G/3G an eine oder zwei Leitstelle(n)!

Alltag:Täglich und regelmäßig zu konfigurierten Uhrzeiten

Alarmfall:Während der Grenzwertverletzung oder eines anstehenden Signals (z.B. Überflutung)minütliche Messung und 5-minütige Übertragungan die Leitstelle. Auch nutzbar für Leckortung während programmierbarer Nachtstunden!

Verbindungsaufbau zu lokalem Serverüber Mobilfunk mit privater APN

• SIM Karte mit privater APN• Aufbau der Verbindung zu einer

festen, eigenen IP-Adresse

Verbindung über

Mobilfunk

Verbindung über

Mobilfunk

• DSL Modem• Feste IP

Lokales NetzwerkLokales Netzwerk• Verarbeitung Ihrer

Daten durch einen OPC DA oder UA Server

• IEC 60870-5-104• PCWin2

Verarbeitung IhrerDaten in einer

Leitstelle


Leitstelle

private APN(eigenes Netzwerk)

Verbindung zu lokalem Server ohne DSLbei fehlender DSL-Verbindung („Leitstelle im Outback“)

• SIM Karte mit privater APN• Aufbau der Verbindung zu einer

festen IP

Verbindung über

Mobilfunk

Verbindung über

Mobilfunk

• Mobilfunk Router oder feste IP mit APN

• SIM Karte mit privater APN• Keine Verbindung zum Internet !• Kein Zugriff dritter auf Ihre Daten

oder auf Ihre Infrastruktur

Verbindung über RJ45 LAN Kabel

zu Ihrem Netzwerk

Verbindung über RJ45 LAN Kabel

zu Ihrem Netzwerk• Verarbeitung Ihrer Daten durch

einen OPC DA oder UA Server• IEC 60870-5-104• PCWin2


Leitstelle


Leitstelle

GSM-Modem mit Router(wenn kein DSL vor Ort)

Verbindungsaufbau zu Rechenzentrummit kundeneigenem Server(bereich)

• SIM Karte mit privater APN• Aufbau der Verbindung zu

einer festen IP

Verbindung über

Mobilfunk

Verbindung über

Mobilfunk

• Server zur Verarbeitung der empfangenen Daten

• Rechteverwaltung der Benutzer und Gruppen

• Backup und Sicherheits-einstellungen vom Betreiber

Verbindung überdas Internet

Verbindung überdas Internet • Anmeldung mit Account

und teilweise mit Zwei-Faktor-Authentisierung

• Erstellung von Alarmmeldungen via E Mail und teilweise SMS

• Anlage von Visualisierungen

Verarbeitung IhrerDaten durch Export

FTP, CSV und weitere

Verarbeitung IhrerDaten durch Export

FTP, CSV und weitere

Zertifizierte KommunikationDie Implementierung von Prozesswächtern wurde bereits für folgende Prozessleitsysteme zertifiziert:

Acron (VIDEC)Aquasys (SCHRAML)Control Maestro (ELUTIONS)FlowChief (FLOWCHIEF)HIGH-LEIT ab Version 4.23 (IDS)ILTIS (IST SYSTEM TECHNIK)RITOP (Rittmeyer)SCADAnet (INVICO)Scada V10 (HST SYSTEMTECHNIK)WinCC (SIEMENS)WinCC OA/PVSS (SIEMENS)WinGuard (Advancis)... und viele weitere internationale SCADA-Systeme

Für detillierte Auskünfte über die Kompatibilität von Prozesswächtern mit bestehendenProzessleitsystemen wenden Sie sich bitte an unsere Support-Mitarbeiter.

ALLE ANB INDU NG E N AN LE IT S T E LLE N S IND DU R CH G E S CH U LT E S FACH PE R S O NAL (S YS T E MINT E G R ATO R , LE IT S T E LLE NH E R S T E LLE R , IT- ADMIN)Z U PR Ü F E N!


Lassen Sie uns noch etwas diskutieren.Ihre Anregungen und Fragen sind uns wichtig!

Vergessen Sie nicht, Ihr Telefon wieder zu aktivieren.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Die aktuelle, 24-seitige Prozesswächter-Broschüreliegt für Sie zum Mitnehmen bereit.

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Bildung Regeln Handeln¼h... · 2020-02-04 · 3 % öffentliche Wasserversorgung (0,1 % Landwirtschaft) Deutschland weist eine Fläche von 357.386km² auf. Quelle: ... der deutschen