© Janosch Abel

Die wissen, was läuft

Wer mehr Infor­ma­tionen hat, kann besser steuern. Deshalb setzt der Kanton Zug beim Upgrade seines Rechen­zen­trums auf effi­zi­ente Venti­la­toren mit MODBUS-Schnitt­stelle.


Die Infor­ma­tionen von Justiz, Polizei und Steu­er­ver­wal­tung sollten beson­ders gut aufge­hoben sein. Das gilt nicht nur für die Verschlüs­se­lung und Spei­che­rung der Daten selbst, sondern auch für die Hard­ware, auf der sie gespei­chert sind. Kein Wunder also, dass auch die Verwal­tung des Kantons Zug Wert auf zuver­lässig klima­ti­sierte Server­räume legt.

Deren Umluft­kühler zu moder­ni­sieren, war das Anliegen von André Lötscher, Fach­be­reichs­leiter Technik des Hoch­bau­amts des Kantons Zug. „Seit Jahren liefen die riemen­ge­trie­benen Venti­la­toren in unseren Kühl­ge­räten auf voller Leis­tung durch“, erzählt Lötscher. „Die Keil­riemen mussten regel­mäßig über­prüft und bei zu großer Abnut­zung ersetzt werden, bei einem Abriss auch sofort und auf die Schnelle.“

„Unsere Umluft­kühler genügen strengen Anfor­de­rungen“

André Lötscher, Fach­be­reichs­leiter Technik, Hoch­bauamt Kanton Zug

Deshalb wollte er die Umluft­kühler drin­gend moder­ni­sieren und dabei die alten Venti­la­toren austau­schen. Zudem wünschte er sich eine bessere Kontrolle und Regel­bar­keit sowie eine engere Über­wa­chung des Systems. Ein kompletter Austausch der Geräte war für Lötscher nur die aller­letzte Option: „Unsere Umluft­kühler genügen strengen Anfor­de­rungen etwa an die Schock­si­cher­heit und lassen sich nicht so einfach durch ein Stan­dard­gerät ersetzen. Ein kompletter Austausch aller Geräte wäre ziem­lich kost­spielig und aufwendig.“

Einfa­cher Über­blick: Dank MODBUS-RTU sind die Venti­la­toren perfekt ins Steue­rungs­system einge­bunden.

Also hörte sich Lötscher um und bekam schließ­lich die Nummer von Inframatic, einem kleinen Unter­nehmen in der Nähe von Basel, das sich unter anderem auf Gebäu­de­au­to­ma­tion und Klima­ti­sie­rung von verschie­densten Räumen spezia­li­siert hat. Wenig später klin­gelte das Telefon bei Projekt­leiter Stefan Haydn, der für die Aufgabe gleich einige Ideen hatte. Er verein­barte einen Vor-Ort-Termin in Zug, zu dem er auch Daniel Spur­geon, Area Sales Manager von ebm-papst, mitbrachte.

„Mit dieser Lösung fällt es uns leichter, das Zusam­men­spiel aller Kompo­nenten zu koor­di­nieren.“

Stefan Haydn, Projekt­lei­tung Inframatic

Als die drei Herren die Örtlich­keiten und die Kühl­ge­räte inspi­zierten, zeigte sich, dass ein Austausch der riemen­ge­trie­benen Venti­la­toren durch EC-Venti­la­toren die beste Option für das Rechenzen­trum des Kantons wäre — so würde dieser auf einen Streich die alten Venti­la­toren los und könnte zudem den Strom­ver­brauch senken.

„In der gemein­samen Diskus­sion spra­chen wir auch über die Möglich­keiten zur Steue­rung und Kontrolle der Venti­la­toren“, erin­nert sich Stefan Haydn. „Als das Gespräch darauf kam, dass sich die Venti­la­toren von ebm-papst über MODBUS-RTU ansteuern und über­wa­chen lassen, war klar, dass wir diesen Weg gehen würden.“

Präzise Rege­lung

In den folgenden Wochen ließ Inframatic zunächst fünf Umluft­kühler umbauen. Dank der einge­setzten RadiFit Venti­la­toren und EC-Trom­mel­läufer mit hoher Leis­tungs­dichte ging der Retrofit der Hard­ware beson­ders schnell vonstatten. „Die Venti­la­toren von ebm-papst ermög­lichten nahezu einen 1:1-Umbau, wirk­lich problemlos“, sagt André Lötscher. Beson­ders die RadiFit Venti­la­toren, die genau für derar­tige Fälle entwi­ckelt wurden, ließen sich mühelos einbauen.

Bei der Steue­rung ließ sich Inframatic gleich mehrere Kniffe einfallen, um den Betrieb noch effi­zi­enter zu gestalten. Da vor dem Upgrade die riemen­ge­trie­benen Venti­la­toren nur zwei­stufig regelbar waren, wurde die Tempe­ratur größ­ten­teils über die Öffnung der Kühl­re­gister gere­gelt. Dieses ener­ge­tisch nicht opti­male Prinzip drehten die Experten in den umge­rüs­teten Umluft­küh­lern um.

Stefan Haydn von Inframatic erklärt die Fein­heiten der Steue­rung, die die Venti­la­toren und die Durch­gangs­ven­tile kontrol­liert.

Nun wird die Leis­tung über zwei Sequenzen gesteuert: In der ersten bestimmen die Durch­gangs­ven­tile die Kühl­leis­tung, in der zweiten die Venti­la­toren. Das ist möglich, weil diese stufenlos regelbar sind. Wie schnell sich die Venti­la­toren drehen, steuern auto­ma­tisch Tempe­ra­tur­sen­soren, die die Abluft messen. Ist sie zu warm, wird das Kühl­ventil bis zu 100 Prozent geöffnet und die Venti­la­toren rotieren von einer defi­nierten Mini­mal­dreh­zahl Rich­tung maxi­maler Dreh­zahl. Ist sie zu kalt, drehen sich die Venti­la­toren lang­samer und das Kühl­ventil wird zuge­fahren. So ist sicher­ge­stellt, dass die Tempe­ratur im Server­raum die vorge­ge­benen 22 bis 23 Grad Celsius nicht über­steigt.

Ein weiterer Vorteil der Venti­la­toren in den umge­rüs­teten Umluft­küh­lern ist die Ansteue­rung über MODBUS-RTU. „Es kommt uns sehr gelegen, dass sich die Venti­la­toren wie andere Kompo­nenten in dieser Anwen­dung über MODBUS-RTU ansteuern und über­wa­chen lassen“, erklärt Stefan Haydn. „So fällt es uns leichter, das Zusam­men­spiel aller Kompo­nenten zu koor­di­nieren.“ Im Gegen­satz zu einem Anschluss mit null bis zehn Volt lassen sich die Venti­la­toren dank MODBUS-RTU nicht nur steuern, sondern auch über­wa­chen. So geben sie detail­lierte Daten wie Span­nung und Strom­auf­nahme sowie Fehler­war­nungen an die über­ge­ord­nete Steue­rung weiter. Diese wiederum über­mit­telt die Daten an das Leit­system, das die Infor­ma­tionen zur gesamten Gebäu­de­technik bündelt. Über die Schnitt­stelle zu einem Touch­panel können die Mitar­beiter der Kanto­nal­ver­wal­tung zu so einzelne Werte einsehen und verschie­dene Para­meter einstellen.

Einfa­chere Wartung

Gut infor­miert dank MODBUS-RTU

Im Vergleich zur Ansteue­rung über ein Signal mit null bis zehn Volt bietet die Einbin­dung von Venti­la­toren über MODBUS-RTU diverse Vorteile. So kann ein Venti­lator über MODBUS-RTU nicht nur ange­steuert werden, sondern gibt auch Infor­ma­tionen über seinen Betriebs­zu­stand an die Steue­rung. Dazu gehören unter anderem die Leis­tungs­auf­nahme, die aktu­elle Dreh­zahl, die Anzahl der Betriebs­stunden oder detail­lierte Fehler­mel­dungen. Zudem lässt sich über MODBUS-RTU eine Viel­zahl von Venti­la­toren mit einem einzigen Kabel anschließen, was den Instal­la­ti­ons­auf­wand verrin­gert.

„Der höhere Detail­grad der Warnung ist eine echte Arbeits­er­leich­te­rung“, sagt Haydn. „Dadurch lässt sich leichter fest­stellen, ob es sich bei einer Störung um eine kurz­zei­tige Anomalie handelt oder um ein Problem, das sich ein Tech­niker im Server­raum vor Ort genauer anschauen muss.“ MODBUS-RTU erleich­terte zudem die Steue­rungs­an­pas­sung und die Adres­sie­rung der Venti­la­toren für Inframatic. „Mit unserer Soft­ware EC-Control kann der Kunde seine Entwick­lungen und Para­me­trie­rungen schnell und einfach prüfen“, erklärt Daniel Spur­geon. „Das spart Zeit und ist beson­ders am Anfang einer Entwick­lung hilf­reich.“ Für ein weiteres Plus an Sicher­heit sind kriti­sche Räume mit zwei Umluft­küh­lern ausge­stattet. Diese werden nun in einer Master-Slave-Konfi­gu­ra­tion betrieben, sodass die Venti­la­toren in den Einheiten jeweils mit glei­cher Dreh­zahl laufen.

Begeis­tert von dem einfa­chen Ablauf gab Lötscher direkt nach der Umrüs­tung der ersten fünf Umluft­kühler den Umbau weiterer Einheiten in Auftrag: Nach der Moder­ni­sie­rung aller Systeme im Rechen­zen­trum folgten Maßnahmen in der Belüf­tung des Schieß­kel­lers sowie der Einsatz­leit­zen­trale der Polizei und in einer angren­zenden Straf­an­stalt. „Wenn man einmal gesehen hat, wie gut der Umbau klappt und wie wirt­schaft­lich attraktiv diese Maßnahmen sind, dann sieht man überall weitere Möglich­keiten“, sagt Lötscher. „Zudem ist unsere Klima­ti­sie­rung nicht nur moderner, sondern gleich­zeitig auch deut­lich ener­gie­ef­fi­zi­enter.“

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