Simatic als Geburtshelfer am Bodensee

insight 1/2019

Die Mitarbeitenden des neuen Fischereizentrums in Steinach am Bodensee züchten Fische und siedeln diese in den Gewässern des Kantons St.Gallen an. Für die Regelung und Überwachung der Anlage – und somit für das Wohl vom Laich bis zum Elterntier – sorgt Siemens-Technologie.

 

Sie war vor 30 Jahren fast ausgestorben, die Bodensee-Seeforelle. Die Hauptgründe dafür waren die Unterbrechung ihrer Wanderrouten durch Stauwehre und fehlende Kiessohlen zum Laichen. Nur dank eines Zuchtprogramms der internationalen Bodensee-Konferenz für die Fischerei (IBKF) und der Fischzucht Rorschach konnte diese Fischart damals gerettet werden. Der Kilch hingegen, eine «Tiefenform» des Felchens, ist im Bodensee ausgestorben. Die aquatische Artenvielfalt ist in der Schweiz noch immer gefährdet: Rund zwei Drittel der 55 einheimischen Fisch- und Krebsarten sind bedroht oder bereits ausgestorben.



Artenvielfalt erhalten

 

Das Amt für Natur, Jagd und Fischerei des Kantons St.Gallen hat unter anderem den gesetzlichen Auftrag, die Artenvielfalt in den Gewässern zu erhalten und zu fördern. Die Bestände der kleineren Fisch- und Krebspopulationen sollen gestützt und ausgestorbene Arten wieder angesiedelt werden. Das letzten Sommer neu eröffnete Fischereizentrum in Steinach am Bodensee spielt dabei im Kanton St.Gallen eine zentrale Rolle. Im Auftrag des Kantons ziehen die Mitarbeitenden der sogenannten Satzfischzucht nebst wirtschaftlich wichtigen Speisefischen auch seltene Arten auf. Wichtig ist dabei eine frühe Einsetzung in die Gewässer, damit sich die Jungfische an ihre neue Umgebung gut anpassen.

 

Einst häufig vorkommende Arten wie die Nase und die Thur-Äsche sind heute vom Aussterben bedroht. Die Nase hat den höchsten Gefährdungsstatus: Sie ist nur noch in der Thurgauer Thur und in einem Rheinzufluss bei Basel in gesunden Beständen zu finden. Zurzeit versucht das Fischereizentrum deshalb, die Nase in der St. Galler Thur und im Linthkanal wieder anzusiedeln. In Steinach wird auch der Laich von Bach- und Seeforellen und Seesaiblingen erbrütet.



Sensibel auf Temperaturänderungen

 

Jede Fischart hat ihre eigenen Ansprüche an Fütterung, Licht, Strömung und Wassertemperatur. Jörg Schweizer, Betriebsleiter Fischereizentrum Steinach, erklärt: «Eine Nase unterscheidet sich von einer Forelle wie ein Schaf von einem Fuchs.» Für die artgerechte Temperierung der Wasserbecken verfügt die Anlage über vier Tanks mit Temperaturniveaus von 0 bis 20 Grad Celcius. Das Wasser aus den vier Tanks wird für jedes Becken separat zusammengemischt, damit die unterschiedlichen Temperaturbedürfnisse der verschiedenen Tiere erfüllt werden.

Die Kunst bei der Programmierung der Anlage war, die Bedienung mit einer verständlichen Visualisierung einfach zu machen.
Jörg Schweizer, Betriebsleiter Fischereizentrum Steinach

Ein wichtiger Teil der Anlage ist die Kalterbrütung, die in den Wintermonaten mit 0 bis 4 Grad Celcius kaltem Wasser betrieben wird. Dabei entzieht eine Kältemaschine dem Seewasser die Wärme und produziert «Eiswasser». Insgesamt werden in der Fischzuchtanlage pro Stunde 100 Kubikmeter Wasser aufbereitet. Um die hohen Bedürfnisse an die Temperierung und Qualität des Wassers konstant über 365 Tage zu erfüllen, bedarf es einer absolut zuverlässigen Steuerung. Hierfür wird die Siemens-Steuerung Simatic S7-1500 eingesetzt.



Frischwasser aus 40 Metern Tiefe

 

Der Bau des neuen Fischereizentrums war herausfordernd: Da keine vergleichbare moderne Anlage existiert, verfügten die Planer über keine Erfahrungswerte. Um aus 40 Metern Tiefe frisches Seewasser fassen zu können, wurde eine 1200 Meter lange Leitung mit 40 Zentimeter Durchmesser in den Bodensee gesetzt. Dafür war eine 400 Meter lange Bohrung nötig. Im Betrieb gelangt das Seewasser via Pumpwerk in das Fischereizentrum. Dort wird es durch einen Sandfilter und einen feinsten Quarzglasfilter geleitet, entgast und mit UV-Strahlen entkeimt.

 

Auch für die Wasserförderung sorgt die Simatic S7-1500. Aufgrund der grossen Wassermengen und der beträchtlichen Höhendifferenz dürfen die Pumpenmotoren nur langsam herauf- und heruntergefahren werden. Ansonsten könnte es beim Ein- und Ausschalten – bedingt durch das hohe Gewicht der Wassersäule – Druckschläge im Rohrsystem geben, welche die Antriebe beschädigen würden. «Das verhindern wir mit einer exakten Druckregelung. Dies war nur eine der vielen Herausforderungen dieses Projekts», erklärt Remo Segmüller, Geschäftsführer der Insoft Systems AG; das Unternehmen hat das Prozessleitsystem konzipiert.



Zuchtprozesse festhalten

 

Neben der Temperierung, Förderung und Nivellierung des Wassers überwacht die Steuerung auch den Sauerstoffgehalt in einem grossen Teil der insgesamt rund 60 Becken. «Die Kunst bei der Programmierung der Anlage war, die Bedienung mit einer verständlichen Visualisierung für den Fischereiaufseher einfach zu machen», erinnert sich Segmüller. Um für künftige Zuchtprozesse die Idealwerte festzuhalten, werden alle Wasserwerte in der Visualisierungssoftware WinCC dargestellt und archiviert. Der Aufwand lohnt sich: Dank des umfassenden Prozessmanagements ist die Überlebensrate der Wassertiere im Fischereizentrum sehr hoch.

 

Die überschüssige Wärme des Seewassers wird für die Gebäudeheizung und die Warmwasseraufbereitung genutzt. Weitere Wärme wird aus der Entfeuchtungsanlage gewonnen. Sowohl die Prozesse der Energierückgewinnung als auch jene der Filterung regelt die Simatic.



Für den Notfall gerüstet

 

Sollte eine Pumpe ausfallen oder eine Sonde einen zu tiefen Sauerstoffgehalt in einem Becken melden, werden Jörg Schweizer und sein Team umgehend via SMS informiert. Bei einem Stromausfall wird der hochwassersichere Bau während einer Stunde autonom über eine batteriebetriebene Notstromanlage versorgt. Damit im Notfall garantiert ein Alarm ausgelöst wird, ist zusätzlich eine redundante Steuerung des Typs Simatic S7 1200 mit einem GSM-Modul eingebaut.