Deutsch Im Rahmen unseres Maturaprojekts wird eine historische Schmiede modernisiert, die mit einer bestehenden Francis-Turbine ausgestattet ist. Die bestehende Anlage wird mit einem Generator ausgestattet, um Strom mittels Wasserkraft zu gewinnen. Ziel unseres Projekts ist es, die Energiegewinnung und -Nutzung der Anlage zu optimieren. Der erzeugte Strom kann als Eigenbedarf verwendet oder ins öffentliche Netz eingespeist werden.

Ein zentrales Element des Projekts ist die Entwicklung einer intelligenten Steuerungseinheit, die folgende Funktionen sicherstellt:

Automatische Netztrennng: Bei einem Stromausfall wird der Generator automatisch vom Stromnetz getrennt, um eine Rückspeisung und damit potentielle Schäden zu verhindern.

Turbinenklappensteuerung: Die Steuerung überwacht den Wasserstand und schließt die Turbinenklappe automatisch, wenn ein Wassermangel erkannt wird, um die Turbine vor Schäden zu schützen.

Fernüberwachung und Steuerung: Die gesamte Anlage wird mit einer Fernzugriffsfunktion ausgestattet, die über eine Überwachung und Steuerung in Echtzeit ermöglicht.

Rechenreinigung: Der Zulauf zur Turbine wird durch eine automatische Rechenreinigungsanlage sauber gehalten, um eine zuverlässige Wasserversorgung zu gewährleisten.

Die Umsetzung des Projekts umfasst die Planung, Konstruktion und Inbetriebnahme der Steuerungseinheit sowie die Integration des Generators in die bestehende Anlage. Dabei wird ein besonderer Fokus auf die Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit des Gesamtsystems gelegt.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

English As a part of our graduation project, a historical forge is being modernized, which is equipped with an existing francis-turbine. The curent setup willbe fitted with a generator to gernate electricity through hydropower. The goal of our proejct is to optimize the energy production and usage fo the system. The produced electricits can be used for internal consumption or fed into the public grid.

A central element of our project ist the development of an intelligent control unti, which ensures the following functions:

Automatic grid disconnection: In the event of a power failure, the generator is automatically disconnected from the power grid to prevent feddbach and potential damage.

Turbine gate control: The control system monitors the water level and automatically closes the turbine gate if a water shortage is detected, protecting the trubine from damage.

Remote Monitoring and Control: The entire plant will be equipped with a remote acces function, enabling real-time monitoring and control.

Screen Cleaning: The intake to the turbine will be kept clean by an automatic screen cleaning system to ensure a reliable water supply.

The implementation of the project includes the planning, design, and commissioning of the conrol unti as well as the integration of the generator into the existing system. Particular emphasis is placed on the safety, efficiency, and sustainability of the overall system.

Details

Hardware

Planung und Entwicklung des Steuerschranks

Für die Steuerung und Regelung des Projekts wird ein Steuerschrank erstellt, der alle notwendigen Komponenten umfasst. Die Bauteilauswahl erfolgte in Absprache mit dem Kunden, Elektriker und technischen Berater, wobei insbesondere Überwachungen wie Netzparameter, Temperatursensoren und Schutzmechanismen gegen Überlast und Kurzschluss berücksichtigt wurden.Der Steuerschrank wurde in EPLAN geplant und anschließend fachgerecht verdrahtet.

Besondere Aufmerksamkeit galt dem sicheren Umgang mit Netzspannung. Da Schüler nicht direkt mit 400V arbeiten dürfen, wurde der 400V-Bereich in einem separaten Schaltschrank untergebracht. Der Anschluss an das 400V-Netz erfolgt über definierte Klemmen, an denen qualifiziertes Fachpersonal die Installation vornimmt. So bleibt die Steuer- und Automatisierungstechnik im sicheren Spannungsbereich für Schüler, während der Hochspannungsbereich von zertifiziertem Personal gehandhabt wird.

trending_up Software

Programmierung und Visualisierung der Regelung (Jonas Jaritz)

Im Rahmen der Diplomarbeit wird die Steuerung und Regelung eines Hauskraftwerks auf Basis einer bestehenden Wasserkraftanlage entwickelt. Die Hauptaufgabe ist die Entwicklung eines Systems zur präzisen und zuverlässigen Regelung der Turbine und des Generators. Dabei muss das System die Turbine automatisch an- und abkoppeln können, um eine stabile Energieeinspeisung zu garantieren. Außerdem wird die Zuflussmenge über den Stellapparat geregelt, um die Stabilität der Anlage zu sichern.

Eine weitere wichtige Funktion ist die Steuerung der Recheneinrichtung, die Verstopfungen durch Treibgut verhindert. Zusätzlich muss das System essenzielle Betriebsparameter, wie die Drehzahl der Turbine und den Zustand des Riemenantriebs, überwachen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.Eine benutzerfreundliche HMI wird entwickelt, um die Visualisierung und Steuerung aller relevanten Parameter zu ermöglichen. Die Herausforderung liegt in der Integration dieser Funktionen in einem kompakten, effizienten Steuerungssystem, das den Anforderungen der Automatisierungstechnik und den praktischen Bedingungen der Wasserkraftanlage gerecht wird.