Automatisierungssystem PSS 4000 fährt als Sicherheitsschnittstelle auf ferngesteuerten Loks mit Zugbedienung per Fernsteuerung

Redakteur: Silvano Böni

Die Funkfernsteuerung LocControl100 ermöglicht es, Steuerbefehle von einem mobilen Bedienpult drahtlos und sicher an eine Lokomotive zu senden. Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz lassen sich zudem besondere Zusatzfunktionen nach Wunsch realisieren.

Firmen zum Thema

Die TRAXX-AC-Last-Mile-Lok ist keine klassische Rangier-, sondern eine Streckenlokomotive, hergestellt von Bombardier. Das Automatisierungssystem PSS 4000 dient hier als Schnittstelle zwischen Empfänger und Loksteuerung.
Die TRAXX-AC-Last-Mile-Lok ist keine klassische Rangier-, sondern eine Streckenlokomotive, hergestellt von Bombardier. Das Automatisierungssystem PSS 4000 dient hier als Schnittstelle zwischen Empfänger und Loksteuerung.
(Bild: Morten Rasmussen/Bombardier)

Güterbahnhof Muttenz bei Basel am frühen Abend: Auf einem der grössten Güterbahnhöfe Europas rangiert eine Elektrolok zwischen parallel verlaufenden Gleisen hin und her. Einem unsichtbaren Plan folgend, sammelt sie Sets unterschiedlicher Güterwaggons ein und stellt daraus auf einem Zugbildungsgleis nach und nach einen gemischten Güterzug mit mehr als 70 Waggons zusammen. Alltag auf einem Rangierbahnhof. Doch handelt es sich bei der Lok nicht um eine klassische Rangier-, sondern um eine Streckenlokomotive vom Typ TRAXX AC Last Mile, hergestellt von Bombardier. Bei genauerem Hinschauen erkennt man darüber hinaus, dass der Führerstand der Lok unbesetzt ist.

Sicherer Rangierbetrieb per Funk bis tausend Meter

Zwischen den Gleisen steht ein Lokrangierführer, der die Szenerie aufmerksam beobachtet. Über seine Hände hält er ständig Kontakt mit Schaltern, Tastern und dem Steuerknauf eines umgehängten gelben Bediengerätes. Mit diesem von der Firma Schweizer Electronic speziell für den Bahnbetrieb entwickelten Funkfernsteuerungssystem bewegt der Rangierer die Lok vorwärts, rückwärts, bremst, beschleunigt und gibt bei Bedarf optische oder akustische Signale. Mit dem handtaschengrossen Bedienteil lassen sich, bei entsprechender Vorrichtung auf der Lok-/Empfängerseite und nach Identifizierung per RFID-Schlüssel, Lokomotiven bis zu einer Entfernung von 1000 Metern manövrieren. Dank direkt im Einsatz wählbarer Frequenzen ist das für verschiedene Länder mit derselben Ausrüstung machbar. Typische Einsatzfelder sind der Rangier-, Ablauf- und Übergangsbetrieb.

Bildergalerie

Dass hier erstmals eine Streckenlokomotive mit diesem Funkfernsteuerungssystem ausgerüstet wurde, hat zum Hintergrund, dass auch die Eisenbahnverkehrsunternehmen verstärkt auf flexible und effiziente Rangier- und Logistikkonzepte setzen. Eine derart ausgestattete Streckenlok kann zumindest teilweise die Auflösung eines Zuges übernehmen oder einen Güterzug zusammenstellen. Dies spart oder reduziert den Einsatz speziell dafür eingesetzter Rangierloks.

Kompetenz in Bahntechnik

Schweizer Electronic mit Hauptsitz in Reiden hat sich in den vergangenen Jahren mit Kompetenz und Know-how einen Namen auf und entlang der Schiene in Europa und Übersee gemacht. Schwerpunkte setzt das Unternehmen mit seinen 150 Mitarbeitern mit Lösungen zur Sicherung von Baustellen, Bahnübergängen sowie mit Funkfernsteuerungen für Güterlokomotiven. «Als Bombardier bei uns wegen einer leistungsfähigen Funkfernsteuerung für Loks nachfragte, dachten wir im ersten Ansatz an eine bereits entwickelte Standardlösung», erinnert sich Thomas Koch, Produktmanager Funksysteme bei Schweizer Electronic. Bombardier spielt bei der Entwicklung moderner Schienenverkehrstechnologien und Fahrzeuge weltweit eine führende Rolle. Der kanadische Aviation- und Rail-Konzern verfügt in Deutschland über mehrere Produktionsstandorte mit rund 8000 Mitarbeitern.

Das mit Schweizer Electronic gestartete Projekt gewann im Zuge der Konkretisierungsphase bald an Komplexität: Die Realisierung der Zusatzfunktionen, die ausserhalb des normalen Funktionsumfangs einer Funkfernsteuerung liegen, stellte hohe Anforderungen an alle Beteiligten. «Wir mussten prüfen, wie wir die gewünschten zusätzlichen Leistungs- und Sicherheitsmerkmale elektro- und steuerungstechnisch am effizientesten umsetzen können. Wir hatten dabei mehrere Varianten geprüft, die uns aber entweder zu teuer, zu wenig flexibel oder aber nicht zukunftsfähig erschienen», sagt Thomas Koch.

Schnittstelle zwischen Empfänger und Loksteuerung

Bereits in den Jahren zuvor hatten die Schweizer-Bahnexperten Aufgaben gemeinsam mit Pilz gelöst, seit 1996 ist das Unternehmen mit einer Niederlassung in der Schweiz vertreten. Dass Pilz als Anbieter von sicheren Automatisierungslösungen über Erfahrungen im Railsektor verfügt, war bekannt. Schweizer Electronic holte das Unternehmen zur Realisierung eines leistungsfähigen Applikationsprogrammes mit ins Boot.

«Um die von Bombardier gewünschten zusätzlichen Funktionen zu realisieren und letztlich die Zulassung erlangen zu können, bedurfte es auch einer weiteren Instanz, welche die Signale zur Lok aus den Zusatzfunktionen mit den Statusdaten der Maschine abgleicht, auf Plausibilität und Widerspruchsfreiheit prüft und anschliessend der Loksteuerung die Freigabe erteilt, die gewünschte Aktion auszulösen», sagt Bernd Maier aus dem Customer Support bei Pilz. Eine Aufgabe, die das Automatisierungssystem PSS 4000 als Schnittstelle zwischen Empfänger und Loksteuerung zuverlässig erfüllt.

Automatisierung goes Bahntechnik

Pilz hat das industrieerprobte Automatisierungssystem PSS 4000 in seiner Basisfunktion nach EN 61508 für Applikationen in der Industrieautomatisierung entwickelt. Für die besonderen Anforderungen im Schienenverkehr hat das Automatisierungsunternehmen spezielle Module mit -R (Railway) in der Typenbezeichnung geschaffen. Diese sind robust gegenüber elektromagnetischen Störungen, extremen Temperaturen und mechanischen Belastungen, wie sie im Bahnumfeld typischerweise auftreten. Die -R-Module im Automatisierungssystem PSS 4000 erfüllen die CENELEC-Zulassungen nach EN 50126, EN 50128, EN 50129 und der EN 50155. Sie sind vom Deutschen Eisenbahn-Bundesamt (EBA) zugelassen und enthalten die bahnspezifischen Sicherheitszulassungen bereits als Produkteigenschaft. Das Automatisierungssystem ist in der Gesamtapplikation SIL-4-fähig.

Die -R-Module eignen sich somit für unterschiedliche Applikationen im Bahnbereich: So lassen sich nicht nur Triebfahrzeuge und Gleisbaumaschinen, sondern auch Signale steuern und überwachen. Das System hat in der Vergangenheit seine Leistungsfähigkeit auch bei Seilbahnen, Hafenkränen und Schleusenanlagen unter Beweis gestellt. Gleichzeitig ist das Automatisierungssystem PSS 4000 auch für den Einsatz im Bereich der Leit- und Sicherheitstechnik oder im Bereich der Stellwerkskoppelung geeignet.

Sicherheit aus einer Hand

Wenn die Lok fährt, dann überwacht PSS 4000 die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit. Bei einer unkontrollierten Beschleunigung leitet das System eine Notbremsung ein. Obwohl auch im Schaltschrank einer Lok in der Regel Platzmangel herrscht, ist PSS 4000 mit einem Kopfmodul, 13 Eingangsmodulen, 5 Relaismodulen und 6 Halbleiterausgangsmodulen vergleichsweise kompakt und platzsparend. In der Summe bietet das System somit 52 Eingänge und 34 Ausgänge (10 Relaisausgänge und 24 Halbleiterausgänge). Wie die industrielle Variante bringt auch PSS 4000 die Vorzüge einer dezentralen Steuerungsstruktur mit – ohne die üblicherweise damit verknüpfte Komplexität.

Pilz hat als Dienstleister und Lieferant die Software-Architektur, den Komponentenentwurf, die Implementierung, die Testspezifikationen sowie die erforderlichen Tests mitrealisiert. «Besonderes Augenmerk lag bei diesem Projekt neben Steuerungsaufgaben und Programmierung auf Validierung und Dokumentation. Beide sind für eine Zulassung unumgänglich. Hier hat Pilz in enger Kooperation mit unserem Unternehmen Kompetenz und Teamgeist bewiesen», stellt Thomas Koch fest.

Im Einsatz auf unterschiedlichen Loks und in unterschiedlichen Bahnsystemen stellt das Automatisierungssystem PSS 4000 seine Vielseitigkeit unter Beweis. «Wir schätzen, dass auch Bahnbetreiber in anderen Ländern Optimierungsbedarf bei Steuerungs- und Überwachungsprozessen haben. Die in zahlreichen Ländern zwingende Notwendigkeit zur Modernisierung der Eisenbahninfrastruktur dürfte die Nachfrage nach einer standardmässig einsetzbaren, TÜV-geprüften, kostengünstigen und EBA-zugelassenen Lösung noch erhöhen», betont Bernd Maier. Das flexible Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz ist vielseitig genug, komplexe Aufgaben im Bereich der Eisenbahntechnik zu übernehmen. SMM

(ID:44071051)