Intelligente Automatisierung: Die Kraft unter dem Eis

Organisatoren von Sportveranstaltungen möchten perfekte Bedingungen schaffen: für die Teilnehmer ihrer Wettkämpfe genauso wie für die Zuschauer. Hinter den rasanten Wettkämpfen im „Nationalen Eisschnelllauf-Oval“ in China steckt eine leistungsstarke Lösung zur Steuerung von Gebäudeklima, Energieverbrauch und Sicherheit. Die intelligente digitale Technologie ist unauffällig in die Arena integriert, um maximale sportliche Leistung und Komfort zu gewährleisten. 

Kontaktieren Sie unsere Experten

Kontakt

Kaum eineinhalb Jahre alt, ist das „Nationale Eisschnelllauf-Oval“ in China mit seinem besonderen Design bereits ein Wahrzeichen der Hauptstadt Peking. Die Fassade wird aus Lichtschleifen gebildet, die die Halle umhüllen und dem Gebäude den Spitznamen "Ice Ribbon" (Eisschleife) verliehen haben. Im Inneren befindet sich die größte Eisbahn Asiens mit einer Fläche von über 12.000 Quadratmetern. Das sind mehr als anderthalb Fußballfelder. 

 

Das „Ice Ribbon“ wurde von Beijing Pan-China Sports Industry mit dem Ziel gebaut, die besten Athleten der Welt zu empfangen. Da überrascht es nicht, dass die Erwartungen an das Gebäude und die Technik hoch waren. Die Arena sollte perfekte Bedingungen für Eishockey-, Eisschnelllauf- und Eislaufwettbewerbe schaffen – und gleichzeitig so energieeffizient wie möglich arbeiten. 


Von Anfang an war klar, Digitalisierung und Automatisierung sind der Schlüssel, um dem großen Anspruch gerecht zu werden. Hinter den Kulissen des „National Speed Skating Oval“ stecken modernste und innovative Lösungen, die Klimatisierung, Energieeffizienz und Sicherheitsmaßnahmen gleichermaßen umfassen. 

Maximaler Komfort für maximale Leistung

Aber der Reihe nach: Im Zentrum einer erfolgreichen Eisarena steht die Klimakontrolle. Denn das Management von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem Raum mit verschiedenen Zonen ist nicht einfach. Während der Bereich rund um die Eisbahn trocken und kalt bleiben muss, möchten es die Zuschauer etwas wärmer und gemütlicher haben. Rund um das 80.000 Quadratmeter große Stadion und unter dem riesigen Eisfeld verbirgt sich daher eine intelligente Gebäudelösung. Vernetzte Thermostate, Klappenantriebe, elektrische Regelventile und eine Vielzahl von Geräten mit über 10.000 Steuerpunkten sind mit der Gebäudemanagementplattform Desigo CC verbunden. Luftfeuchtigkeit und die Windgeschwindigkeiten der Klimaanlage werden hiermit kontrolliert, damit sich Zuschauer und Sportler wohlführen bei gleichzeitig perfekten Bedingungen für das Eis. 

Mit Hilfe der SIMATIC-Steuerung kann die Kühlleistung optimal an die Anforderungen der jeweiligen Eisverhältnisse angepasst werden.
Yu Shaui Hao, Produktmanager Siemens China 

Höchste Präzision dank fehlersicherer Steuerung

12.000 Quadratmeter Eis mit höchster Präzision aufzubereiten, ist eine Kunst und Wissenschaft zugleich. Das Herz der Eisproduktion im Oval ist ein Automatisierungssystem mit redundanten und fehlersicheren speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Die verteilte Automatisierungsarchitektur umfasst das redundante SPS-System SIMATIC S7-1500R (bestehend aus einer Primary und einer Backup-CPU 1515R), SIMATIC S7-1200 Steuerungen für Basisaufgaben sowie die fehlersicherere SIMATIC CPU 1512SP F in dezentraler Architektur. Für eine übersichtliche und einfache Bedienung sorgt SIMATIC WinCC V7, in das alle Steuerungen zur Visualisierung von Werten und Zuständen integriert sind. 

„Mit Hilfe der SIMATIC-Steuerung kann die Kühlleistung optimal an die Anforderungen der jeweiligen Eisverhältnisse angepasst werden", sagt Yu Shaui Hao, Produktmanager bei Siemens China. „Unserem Kunden war es auch wichtig, ein modernes und redundantes Leitsystem zu beschaffen, das bei zukünftigen Erweiterungen problemlos nachgerüstet werden kann." 

 

Das Steuerungssystem kann die Temperatur der einzelnen Eiseinheiten auf der gesamten Eisfläche unabhängig voneinander steuern und die Eisproduktion je nach Anforderung anpassen: also unterschiedliche Temperaturen je nach Sportart oder – wenn nötig – unterschiedliche Temperaturen an verschiedenen Stellen des Eises. 

CO₂, das kühlt


Die Steuerung spielt auch eine große Rolle bei der Überwachung des Energieverbrauchs. Intelligente Beleuchtungslösungen mit automatischen Sensoren helfen, den Energieverbrauch zu senken. Deshalb wurde ein Energiemanagementsystem für die zentrale Eisanlage des Veranstaltungsortes auf Basis des SIMATIC Energy Managers geschaffen, die die Basisdaten aller Stromkreise in der Automatisierungsebene präzise erfassen und übersichtlich darstellen kann. Um den Energieverbrauch des „Ice Ribbon“ niedrig zu halten, tragen auch intelligente Beleuchtungslösungen mit automatischen Sensoren zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. 

Die Kühlung der Eisfläche erfolgt mittels Kohlendioxid (CO₂) als natürliches und umweltfreundliches Kältemittel, das auch die Energieeffizienz um mehr als 20 % verbessern kann. Auch natürliche Kältemittel haben technische Herausforderungen. Kohlenwasserstoffe sind brennbar und es bedarf bei der Anwendung entsprechender Sicherheitsvorkehrungen. Um die Sicherheit zu gewährleisten, wurde ein Kontrollsystem installiert, das die Kohlendioxidkonzentration in drei Hauptbereichen überwacht: im Maschinenraum, im unterirdischen Rohrstollen und im Auditorium. Ein Notabsaugventilator schaltet sich automatisch ein, wenn kritische Kohlendioxidkonzentrationen festgestellt werden. 

Eisvergnügen für viele Generationen

Die 22 "Eisbänder", die sich um das Nationale Eisschnelllauf-Oval schlängeln, stehen für das Jahr, in dem das Stadion Schauplatz der ersten weltweiten Veranstaltung war. "In der Winter-Saison 2021/2022 wurden unsere Systeme auf die Probe gestellt und haben mit Bravour bestanden", sagt Siemens-Produktexperte Christian Deml. "Es ist möglich, die 400 Meter lange Eisfläche mit einer maximalen Temperaturabweichung von ±0,5°C zu regeln und dabei auch den erheblichen Einfluss der Körperwärme von bis zu 12.000 Zuschauern zu berücksichtigen. Die SIMATIC-Steuerungen arbeiten dabei fehlersicher und vor allem hoch verfügbar." 

 

Der Grundstein ist also gelegt: Das Eisschnelllauf-Oval mit seinem besonderen Design, den hochmodernen Anlagen und der modernsten Technik kann Sportler und Fans aus aller Welt noch viele Generationen lang begeistern.

Industry Automation Stories

Lernen Sie mehr über die Vorteile der Digitalisierung in der Fabrikautomatisierung und lesen Sie die neuesten Artikel zum Maschinen- und Anlagenbau.