Besturen, niet rangeren!

Automatiseringssysteem PSS 4000 rijdt als veiligheidsinterface mee op op afstand bestuurde locomotieven

Het radiografische besturingssysteem LocControl100 van de spoorwegtechniekspecialist Schweizer Electronic AG verzendt besturingscommando's vanaf een mobiel bedieningspaneel draadloos en veilig naar een locomotief. In combinatie met het op de TRAXX AC Last Mile-locomotief van Bombardier Transportation geïnstalleerde automatiseringssysteem PSS 4000 van Pilz kunnen met dit besturingsplatform bijzondere extra functies exact naar wens van de klant veilig en flexibel worden gerealiseerd. Het volgens SIL3 gecertificeerde radiografische besturingssysteem maakt daarmee het geautomatiseerde spoorwegverkeer flexibeler en productiever zonder compromissen ten aanzien van de veiligheid te moeten sluiten.

Waar veiligheid, kwaliteit en flexibiliteit samenkomen

Indian Railways, de door de staat beheerde Indiase spoorwegmaatschappij, is opgericht in 1951 en beheert een van de grootste en meest gebruikte spoorwegnetten. Elke dag worden er ongeveer 15 miljoen passagiers en 350 miljoen ton vracht vervoerd op de rails die zich verspreidt over 63.000 kilometer. Het automatiseringssysteem PSS 4000 ondersteunt dit moderniseringsproces.

Een van de voornaamste problemen van het  Indiase spoorwegnet is dat er vier verschillende spoorbreedtes  zijn in combinatie met de grillige  grondexploitatie en meestal verouderde technologie. Het doel is om het breedspoor uit te breiden. Uitbreiding is versneld door 'Project Unigauge', dat werd geïnitieerd door de Indiase regering in 1992: alle bestaande metersporige en smalsporigetracks worden geleidelijk omgezet in breedsporige, omdat een breedspoor zwaardere lasten en hogere snelheden toelaat.
'Unigauge' maakt grote stappen in de richting van een gestandaardiseerd breedspoor. Dit komt mede door efficiënte spoorproductie, waarin de PSS 4000 hoge productieniveaus en productiekwaliteit verzekert.

‘Groeiende interesse spoor in innovatie met PLC’

De komende jaren verwacht het in Vianen gevestigde Pilz Nederland een stevige marktpositie te veroveren in het railsegment. En  dit gaat ook lukken . Immers, Pilz is in Zwitserland, het land met het meeste aantal meters spoor per vierkante kilometer en de hoogste punctualiteit, al een speler van belang met de meest innovatieve technieken. Volgens Jan van der Heide, accountmanager Railway, zijn de eerste signalen vanuit de markt positief. “ De railsector wordt  door de economische tegenwind geconfronteerd met bezuinigingen en dus gaat men nu meer dan ooit op zoek naar innovatieve producten die zullen leiden tot lagere kosten en meer efficiency. Precies dáár ligt voor ons de kans.” 

Van der Heide doelt onder andere op de PSS 4000-R, een speciale op PLC-basis gedreven module voor de treinsector. “Tot nu toe werden bij veiligheidsoplossingen in de treinsector hoofdzakelijk fabrikantspecifieke speciale techniek toegepast,” vertelt hij. “Met de nieuwe PSS 4000-modulen – met vanzelfsprekend de goedkeuring conform de CENELEC-richtlijnen – is er nu een alternatief beschikbaar. De modulen met de R in de type-aanduiding (Railway) hebben een robuuste constructie en voldoen aan de verhoogde eisen van de treinsector. Andere voordelen zijn de intuïtieve programmering met gestandaardiseerde EN/IEC 611131-3 editors. Ook vindt de communicatie plaats op basis van ethernet.”

Volgens van der Heide is er voor de railsector in Nederland een groeiende noodzaak om de PLC meer te omarmen. “Ik vind het overigens lastig inschatten waarom Nederland lang heeft vastgehouden aan oude en bewezen technieken. Maar men ziet nu tochin  dat er vooral vanuit onderhouds- en veiligheidsargumenten kansen liggen  binnen PLC. Het bewustzijn in de markt van onze innoverende en bewezen kracht komt langzaam op gang. Ik denk dat ik in de voorbereiding op onze marktambities intussen al met de helft van de markt gesproken heb en ik zie overduidelijk de beweging in interesse.”

Van der Heide vertelt dat Pilz intussen ook lid is geworden van het Railforum en de IRSE. “We willen overal graag laten zien hoe succesvol we zijn in treinenland Zwitserland en op welke wijze wij die expertise naar Nederland kunnen vertalen.”   

Bron: Grond/Weg/Waterbouw nr. 9 2013    

Pilz demonstrates the PSS 4000-R Safety PLC system with rail approval – Stand H95 at RailTex 2013

At Railtex 13, Pilz will present an automated half barrier level crossing demonstrator, with the PSS 4000-R Safety PLC System implementing control and signalling.

At Railtex 13, Pilz will present an automated half barrier level crossing demonstrator, with the PSS 4000-R Safety PLC System implementing control and signalling. Staff from the UK and other Pilz countries where successful use of the PSS 4000-R has been made will be available on the stand to talk about the benefits of PLC technology for the rail sector.

Previous safety solutions in the railway sector have largely used proprietary, specialist technology - much of it based around relay logic, however, this has often involved a lot of work for a one-off approval – particularly with regard to rail safety standards.

Components in the PSS 4000-R system (PLC header modules and modular I/O cards) already include the essential approvals for railway applications as a product feature – keeping verification and validation work to a minimum. Thanks to its scalability, the PSS 4000-R system can be used for SIL 2, SIL 3 and SIL 4 applications.

Various applications can be implemented using the PSS 4000-R:

·   Control functions on rolling stock, such as track laying machinery and traction units to SIL 2/SIL 3

·   Control functions/monitoring functions in the signalling area, such as signal monitoring on level crossings, control and safety technology, and signal box connection to SIL 2/SIL 3/SIL 4

The PSS 4000-R system is characterised by a particularly robust design; it meets the increased requirements from the railway sector. Additional benefits include intuitive programming with standardised EN/IEC 61131-3 Editors and Ethernet-based communication.

Thales Germany has been using the PSS 4000-R; Mr. Norbert Howe, Director Solutions of the German Business Area Transportation Systems says, “Pilz offers us standardised technology for developing signalling products. Pilz supports us to evolve our relay-based rail signalling products using state-of-the-art components which meet the highest environmental requirements with regards to temperature, EMC and mechanical load. Pilz can provide standard-compliant solutions through to SIL4-capable control systems in accordance with CENELEC 5012x.”

Benefits of PSS 4000-R to the rail sector at a glance:

·   A commercially available, off-the-shelf control system from the automation world - expanded to meet the special requirements of the railway - for use in the track area and on rolling stock.

·   Special modules with railway approval (CENELEC, TÜV) to the standards: EN 50121-3, EN 50121-3-2, EN 50121-4, EN 50155, EN 50126, EN 50128, EN 50129

·   Scalable for safety functions in accordance with SIL 2, SIL 3, SIL 4

·   Less work involved for approval, reduced acceptance procedure thanks to the approved system

·   High level of independence and transferability due to standardised programming in accordance with EN/IEC 61131-3. What’s more, the Block Editor in the software can be used to create customised blocks, which can be encapsulated/protected and reused at any time. So areas of responsibility and authority can be clearly defined and your applications expertise protected.

·   Subsequent modifications: With PSS 4000 it is possible to adapt your architecture retrospectively - thanks to modularisation, reusability of identical components and flexible customisation of hardware and software. So you can expand or retrofit your existing projects at a later date.

·   Like other common PLC control systems, PSS 4000-R operates with the usual 24V power supply. However, an input module for a 60V switching level is available specifically for the railway sector.

·   Ethernet-based communication: The control systems are networked using the Ethernet-based safety protocol SafetyNETp – long distances of several kilometres can easily be bridged. So the control system in the railway station/signal box can communicate safely with the control system on the level crossing, for example. The system also supports other standardised Industrial Ethernet protocols.

SafetyNET p® and PSS 4000 as the basis for remote control and protection of rail networks

Railway systems can be compared with distributed production plants in industry: As an operator the aim is to incorporate even remote plant sections simply into an integrated overall concept and to monitor and control the process from a central control centre, without an immense amount of cabling work. The real-time Ethernet SafetyNET p operates in conjunction with the automation system PSS 4000 from Pilz to perform holistic control and safety tasks in the rail traffic sector. The system has the necessary CENELEC approvals and is even SIL 4-capable for the overall application.

A remote control solution INIS-TC developed by Intelis SA, based in Bussigny-près-Lausanne, is responsible for seamless, optimized and safe rail transport on this long line. The Swiss Federal office of transport (FOT) has issued the necessary operating permit. The heart of the remote control solution is the real-time ethernet SafetyNET p in conjunction with the Pilz automation system PSS 4000 for standard and safety functions. SafetyNET p connects the subsystems over long distances and via various media. It provides the benefits of a decentralized control structure without the complexity that
is normally associated with such a system.

In detail, the PSS 4000 consists of multiple hardware and software components such as the decentralized I/o system PSSuniversal, as well as SafetyNET p with its corresponding network components. Other control systems and I/o units can also be connected in a decentralized structure. One of the characteristics of modules with an -R (Railway) in the product name is a particularly robust design. The overall solution meets increased safety and environmental requirements up to SIL 4 of CENELEC en 5012x. Economical solutions are needed at all levels in order to achieve long-term competitiveness with an attractive transport and service offering. This applies to rail operating technology too, of course: appropriate operation and control concepts must optimize procedures and traffic flow, as well as providing maximum safety. The latter is especially important where risks typically arise; such as on level crossings for example. This is a particular challenge, not least due to the long distances involved.

Modern control technology is the future
Even today, classic relay technology with positive guided contacts is often used in railway and signaling technology. But here too, the established trend during modernization work, wherever possible, is to replace cable-intensive hardware that is susceptible to wear with powerful software and hardware, in conjunction with an easy-to-manage network.

Safe data transfer
Today, 17 stations are equipped with the safe, programmable control unit PSSuniversal, which has an integrated interface to the signal box. This sends information to the communication server as well as to the programmable safety systems via SafetyNET p. It is here especially that the modularity of the components proved to be a particular advantage; inputs and outputs could be configured as required in standard and failsafe mode, without extensive cabling work. The SafetyNET p network is a closed loop; one fibre-optic cable across the whole line connects all the communicating components. Today, rail dispatchers can monitor and control all rail traffic on the line safely and reliably from two central control stations in Montreux and Zweisimmen. They receive standard as well as safety-critical feedback, which displays the status of the rail traffic and the signal boxes without interference and in real-time. If necessary, the rail dispatchers can actively control rail traffic or take appropriate measures in the event of a fault.

Data exchange is via SafetyNET p, which is TÜV-approved to SIL 3. If a fault should occur anywhere on the loop, data exchange is still guaranteed through intelligent switches. Corresponding operator panels are used to visualize the information and operating statuses, to graphically represent the stations and to display alarm and event messages. Actual safety stays at the scene of the event: it is always the respective PSSuniversal head modules on-site that check whether a half barrier is closed or a track section is actually free, for example.

The funicular in Les Avants, which links into the railway track, will shortly be integrated into the existing INIS-TC remote control system, which is already operating successfully.

Industrial safety technology on railways

As a company that operates internationally as a technology leader, Pilz has many decades of experience in the field of safe automation. The highly sensitive and heavily safety-relevant railway sector can benefit from this experience and from the use of proven industrial automation products.

Profond knowledge of railway-specific standards

Many railway applications have already been implemented internationally using Pilz components and systems:

• Control of level crossing protection systems
• Line control and communication tasks
• Functions in and around the train

New: Particularly robust control system for the railway industry

With the automation system PSS 4000 we have developed a special control system for the railway sector, which meets the high environmental requirements and also the normative conditions stipulated by CENELEC. The automation system PSS 4000 has been specially upgraded technically and is particularly robust to electromagnetc interference, extreme temperatures and mechanical load. Applications up to SIL4 are possible with this control system. 

Benefits for railway technology:

• Open, independent automation system rather than proprietary special solutions
• Standardised solutions for hardware and software in accordance with IEC 61131, plus communication in accordance with IEC 61784
• Standardised, individually adaptable software blocks
• Fast, simple programming with graphics Program Editor
• Smooth development process due to integrated security mechanisms in the control system
• Remote maintenance and rapid diagnostics possible
• Suitable for autonomous systems as well as applications with connections to signal boxes
• Insensitive to temperature, robust in terms of EMC and mechanical load
• Uncomplicated approval due to certified base system in accordance with CENELEC/TÜV

Our solutions for railway technology:

Automation system PSS 4000

Wettelijk toegestaan: het automatiseringssysteem van Pilz met goedkeuring voor de spoorwegindustrie

Vanaf nu bestaat er een besturingssysteem uit de automatiseringswereld dat geschikt is voor gebruik in de treinsector. Het PSS 4000: besturingssysteem - voor gebruik in de treinsector uitgebreid met specifieke eisen van de spoorwegen in de module PSSuniversal PLC met goedkeuring voor de spoorwegen.

Tot nu toe werd bij veiligheidsoplossingen in de treinsector hoofdzakelijk proprietaire specifieke techniek toegepast. Met de nieuwe PSS 4000 modulen met goedkeuring conform CENELEC  is nu een werkelijk alternatief beschikbaar. 

De modulen met -R ("railway") in de typeaanduiding worden gekenmerkt door een bijzonder robuuste constructie en voldoen aan de verhoogde eisen van de treinsector. De intuïtieve programmering met gestandaardiseerde EN/IEC 61131-3-editors alsmede de op Ethernet gebaseerde communicatie zijn verdere voordelen.

Er zijn speciale modulen met goedkeuring voor de spoorwegen (veiligheid: CENELEC, TÜV) en die voldoen aan de relevante spoorwegnormen:  EN 50121-3, EN 50121-3-2, EN 50121-4, EN 50155, EN 50126, EN 50128, EN 50129 en voor veiligheidstaken conform SIL 2, SIL 3, SIL 4  (TÜV, CENELEC)

Voor standaard automatiseringstaken – zonder terugkoppeling naar de veiligheidsfuncties zijn er gereduceerde kosten bij de goedkeuring en een korter goedkeuringsproces door het goedgekeurde systeem.

Er is een hoge mate van onafhankelijkheid en overdraagbaarheid met een eenvoudige programmering conform EN/IEC 61131-3 en geïntegreerde communicatiepoorten voor gestandaardiseerde Industrial Ethernet-protocollen.

Pilz joins the German Railway Industry Association - Safe automation for railway technology

Pilz GmbH & Co. KG has become a new member of the German Railway Industry Association (VDB). The association has 130 member companies and advocates for sustainable conditions in rail traffic and railway technology in Germany and Europe.
Pilz is using its expertise and state-of-the-art safety technology to support the association's efforts to standardise signalling and timing technology.

With solutions for standard and safe control technology, the Swabian company has many years' experience in the field of passenger transportation: Pilz safety solutions have been used successfully in cable car technology throughout the world for decades.
Pilz control systems are already used in the field of railway technology, guaranteeing safety on level crossing protection systems, for instance.

This year the company will make its first appearance at InnoTrans. Visitors to the exhibition will be able to get information on site about automation solutions for control and safety technology.
Visit Pilz at InnoTrans in Hall 5.2, Stand 221.

Pilz and Thales Deutschland set the course – Safe, economical automation solutions for rail systems

Thales Deutschland and the automation company Pilz have concluded a co-operation agreement, with the aim of working together to develop products, functions and applications for signalling technology. Both partners are currently working on joint approval from the Federal Railway Authority (EBA) for an application with the highest safety requirement (CENELEC SIL4). The technical basis for these rail engineering solutions is the automation system PSS 4000 from Pilz.

Existing signalling technology, particularly on regional lines, is largely based on old signal box technology, operating mechanically or via relay technology. Signalling technology on the German rail network needs modernising and industrial control solutions are under consideration. They can help to significantly reduce the cost pools that have so far dominated in the purchasing, engineering, operation and servicing of signal box applications. However, to enable these solutions to be used, they must be programmable using the standardised IEC 611331-3 languages and must also satisfy the high safety requirements for rail traffic, in accordance with the CENELEC standards EN 50155 and EN 5012x.

"With Pilz we are pursuing the goal of providing long-term, reliable and economical solutions in signalling technology, based on programmable logic controllers", says Volker Schenk, Head of the Transportation Systems Division at Thales Deutschland.

"Using industry-proven, safe automation technology in control systems for signalling technology, we can work with Thales to demonstrate a new way of modernising signal box technology", explains Renate Pilz, Managing Partner of Pilz.

The automation system PSS 4000 from Pilz is a control solution which can be used in conjunction with the I/O systems in a modular design, which is both versatile and expandable. When appropriate measures are in place, the solution can be used in applications up to the highest safety integrity level SIL4 in accordance with CENELEC. With solutions for safe control technology, Pilz has many years' experience in numerous railway industry applications. For decades, Pilz systems have been used all over the world for safety in passenger and freight transportation: on level crossings, in the shunting yard or in railway stations, for example. Pilz is a member of the German Railway Industry Association (VDB).

Pilz op Innotrans 2012

Pilz is dé partner voor gestandaardiseerde en veilige componenten en systemen voor de spoorwegindustrie.

Veilige systemen en componenten kunnen uw investerings- en exploitatiekosten blijven verlagen!

Pilz biedt gecertificeerde veiligheidssystemen tot en met SIL-4-compatibele toepassingen volgens CENELEC en voldoet daarmee aan de strengste veiligheidseisen voor de spoorwegsector.

Samen met onze partners uit de spoorwegindustrie beantwoorden we graag al uw vragen op de InnoTrans-beurs. We kijken er naar uit om u te begroeten bij stand 103 in hal 6.2!

18 - 21 september 2012

InnoTrans 2012 Messe Berlin Messedamm 22 14055 BERLIN Telephone: +49 (0)30 3038-0 Web: www.messe-berlin.de

Pitstopfilosofie bij onderhoud aan hogesnelheidstreinen

Veilig schakelen hoogspanning vervult sleutelrol

In Watergraafsmeer bouwde NedTrain onlangs en zeer modern servicestation voor de nieuwe hogesnelheidstreinen die het roemruchte hogesnelheidsspoor gaan berijden. Kritiek onderdeel om het onderhoud aan deze treinen veilig te kunnen uitvoeren is het hoogspanningsschakelsysteem. In samenwerking met Strukton en Pilz werd een oplossing ontwikkeld die het mogelijk maakt om zes treinen per nacht te servicen.

“Je kan deze plek misschien nog wel het beste zien als een soort pitstop voor treinen”, zegt Ernst Mast van NedTrain. De installatie werkverantwoordelijke van productie-eenheid Randstad Noord noemt zijn bedrijf zonder blikken of blozen een van de modernste onderhoudsbedrijven van Europa en is trots op de voortrekkersrol die de nieuwe servicelocatie in Watergraafsmeer vervult. “Omdat er geen technische reserves zijn komen de treinen hier zeer regelmatig binnen en moeten ze ook weer snel het spoor op kunnen. Bovendien moeten alle werkzaamheden in de nacht worden uitgevoerd, omdat ze overdag gewoon weer hun werk moeten doen. Dat vergt een hele andere aanpak dan die traditioneel wordt gevolgd. Vroeger werd een trein namelijk pas gemaakt als er iets stuk was en was hij zeker een week uit de running. Maar door een proactief onderhoudsregime zal dat voor de splinternieuwe, maar ook kostbare V250’s niet het geval zijn en kan deze optimaal worden benut.”

Uniek
“In totaal zijn er zijn er 7 grote werkplaatsen in Nederland waar alle NS treinen terecht kunnen voor een grote beurt”, licht Mast het onderhoudslandschap voor treinen toe. “Met name die in Haarlem is erg groot. Hier kan een trein volledig tot op het staal uit elkaar worden gehaald en weer in elkaar worden gezet. Daarnaast zijn er, hier valt ook deze locatie in Watergraafsmeer onder, een vijftal onderhoudshallen. Hier worden treinen niet helemaal uit elkaar gehaald, maar kunnen de treinen wel in goede conditie gehouden worden. Denk hierbij aan een grondige reiniging, maar ook aan het controleren van de wielen, remmen en motoren. Tot slot zijn er enkele diverse technische centra waar een trein terecht kan voor het verhelpen van een klein mankement.” Hoewel slim onderhoud ook op de door Mast genoemde locaties niet vreemd is, is de in 2007 nieuw gebouwde treinpitstop volgens hem uniek in zijn soort. Dit heeft enerzijds te maken met hogesnelheidstrein waardige proactieve benadering die hen in staat stelt nacht in nacht uit een groot aantal treinen weer rijklaar te maken, maar ook met de moderne faciliteiten die er voorhanden zijn. “We beschikken in deze 45 meter brede hal over vier sporen van elk 230 meter lengte. Hierdoor biedt elk spoor ruimte aan een treinstel bestaande uit 8 rijtuigen. Wat redelijk uniek is, is dat de hal van beide kanten kan worden in- en uitgereden. Men noemt dit ook wel een doorrijspoor. Dit heeft als voordeel dat de treinen – dit kunnen verschillende typen zijn - snel binnen staan en indien geserviced de hal ook snel weer kunnen verlaten. Een van deze bovenleidingen is bovendien wegklapbaar, zodat we ook aan de bovenkant van de rijtuigen grote onderdelen kunnen vervangen. Staat de trein eenmaal binnen, dan worden tal van zaken doorgemeten en gecontroleerd. Een vanuit een centraal informatiesysteem aangestuurde AGV (Automated Guided Vehicle) brengt de monteur vervolgens precies de materialen en gereedschappen die hij nodig heeft.” Als laatste ‘unique selling point’ noemt Mast de aardwindinstallaties waarmee twee van de vier sporen zijn uitgerust en de aanwezige kuilenwielenbank. “Met behulp van de aardwindinstallaties kunnen we indien nodig de draaistellen of wielestellen van een treinstel verwisselen. Deze worden vervolgens ondergronds naar boven gebracht en daarna met extern vervoer Haarlem gebracht waar ze geserviced worden. Met de aanwezige kuilwielenbank is het mogelijk als het draaistel niet verwisseld moet worden het profiel van de banden als deze BV vierkante wielen heeft weer te voorzien van een nieuw rond profiel, en dat met twee assen tegelijkertijd.” Gevraagd naar een indicatie van de capaciteit die al deze moderne middelen opleveren zegt Mast: “Het is de bedoeling dat we hier in totaal negentien treinen in onderhoud nemen, die hier elk gemiddeld vijf tot zeg keer in de week binnenkomen. Dit betekent dat we per nacht zo’n 6 treinen in onderhoud hebben. Gemiddeld gezien zullen deze na een uur of twee a drie weer buiten staan.”

Sleutelrol
Zonder hoogspanning geen treinverkeer. Althans niet in Nederland en de ons omringende landen. De bovenleidingen in pitstop Watergraafsmeer zijn geschikt voor, afhankelijk van de herkomst van de trein, een spanning van 1.500, 3.000, 15.000 volt DC of 25.000 volt AC. Het is daarom een absolute vereiste dat het onderhoudspersoneel wordt gevrijwaard van elektrocutiegevaar. Met de hoeveelheid treinen die de treinpitstop elke nacht weer passeren, betekent dit niet alleen dat er een strakke organisatie nodig is, maar ook een moderne technische inrichting die de kans op menselijke fouten zo veel mogelijk uitsluit. “Om het aantal treinen te kunnen behappen wat we hier voor ogen hadden, was het voor ons cruciaal dat we een veilig hoogspanningsschakelsysteem hadden”, vat Mast samen. “Bovendien moest dit systeem ‘ future proof’ zijn zodat we er nog jaren mee vooruit konden.” Dit is waar Jan van der Heide van Pilz in beeld komt. Samen met systeemintegrator Willy Kleinsman van Strukton Systems, die de voorafgaande risicoanalyse voor hun rekening namen, werkt hij een functioneel ontwerp uit dat aan alle veiligheidseisen voldoet. Er wordt hiertoe zelf een kijkje genomen in de keuken van de onderhoudsafdeling van de ICE in Frankfurt, al komt men snel tot de conclusie dat NedTrain met de locatie Watergraafsmeer zijn tijd ver vooruit is.
“Niet alleen wilden we per spoor de spanning kunnen schakelen, ook moesten we zeker weten dat hier niemand aan het werk was op het moment dat er geschakeld werd”, licht Kleinsman toe. “Dit is gerealiseerd door de koppeling met de outillage per spoor middels sleutels uit te voeren, De sleutels moeten allemaal aanwezig moeten zijn in een op het perron geplaatste terminal, voordat een monteur middels een eigen pincode de spanning op de bovenleidingen van het bijbehorende spoor kan zetten. De status, dus of alle sleutels aanwezig zijn en of er op bepaalde leidingen spanning staat is vervolgens niet alleen op de lokale PMI (Pilz Machine Interface) te zien, maar ook te volgen op een groot scherm in de ‘controle kamer’ waar alle werkvoorbereiding plaatsvindt.“

“We wilden het schakelen van de hoogspanning om verschillende redenen automatiseren”, vult Mast aan. “Enerzijds maakt het feit dat de monteurs hier zelf kunnen schakelen het proces een stuk efficiënter. Bij oudere systemen ben je namelijk toch al snel vijf tot tien minuten aan het lopen om een schakelaar om te zetten, wat opgeteld veel tijd kost. Hier staat de spanning er met een ‘touch’ op het scherm binnen 30 seconden op. Bovendien maakte ook de complexiteit van het schakelen, dus het afzonderlijk bedienen van meerdere sporen en de koppeling met alle andere veiligheidsonderdelen, automatisering noodzakelijk wil je het echt veilig doen.”

Veilig geheel
Hart van het veiligheidssysteem wordt gevormd door het PSS 3000 systeem van Pilz. Van der Heide legt uit waarom er juist voor dit systeem is gekozen. “PSS 3000 is een modulair besturingssysteem op basis van Safetybus. Voordeel is dat de I/O programmeerbaar zijn, iets wat destijds lang niet van alle systemen gezegd kon worden. En aangezien NedTrain als voorwaarde had dat het systeem ook toekomstbestendig was, lag het voor de hand voor een modulaire oplossing te kiezen. Op deze manier konden ook aanvullende eisen in een later stadium worden ingepast en was het ook een stuk eenvoudiger aanvullende functies die voor het schakelen van belang waren te integreren.” Van der Heide doelt op de diverse seinen, SOB’s (Stop Ontsporings Blokken), noodstoppen en andere veiligheidsonderdelen die het onderhoudsstation rijk is. En ook de status van de enorme toegangsdeuren en kranen worden in het systeem meegenomen.
Gevraagd tot slot of NedTrain bij technische realisatie van zijn unieke ‘treinpitstop’ nog een beroep kon doen op specifieke normen antwoordt Mast ontkennend. “Natuurlijk zijn er wel diverse normen geraadpleegd, maar het is vooral een kwestie geweest van het combineren van best practices. Met alle nieuwe dingen die we hier hebben bedacht, ben ik er echter zeker van dat Watergraafsmeer de nieuwe norm gaat worden!”

Veilig onderhoud
Er komt heel wat kijken om een trein veilig te onderhouden. Alleen voor het naar binnenrijden van de trein is er een uitgebreide procedure.

• Er is een aanvraag ‘naar binnen rijden’
• Voor het inschakelen van de spanning (alle sleutels zijn aanwezig): inloggen middels pincode, type trein selecteren, spanningshoogte (V) invoeren, akkoord geven.
• Er wordt nu 2 x in het Engels en Nederlands omgeroepen dat er dat er spanning op een bovenleiding geschakeld wordt
• Na einde omroeptekst binnen 10 sec nogmaals accorderen
  Bellen rinkelen en na 30 seconde staat de spanning erop
• Andere voorwaarde (naast spanning) voor naar binnen rijden: de deur is open en de SOB’s zijn verwijderd
• Indien aan deze voorwaarden wordt voldaan worden de dwergsein op ‘vrij’ gezet en dooft het stopsignaal
• Binnen gaan lampen knipperen: aanrijdgevaar
• De trein rijdt naar binnen
• Bovenleiding signalering (dwergsein) geeft in rood 1.5 Kv aan, het vrij signaal dooft
• De trein staat binnen
• SOB worden weer geplaatst. Hoogspanning kan, indien nodig, worden afgeschakeld.

Verplaatsbare bovenleiding van spoor in werkplaats Nedtrain

In Watergraafsmeer heeft Nedtrain in 2008 een nieuwe werkplaats geopend. In deze werkplaats kunnen onafhankelijk van elkaar op vier verschillende sporen treinstellen worden onderhouden.

Omdat onderhoudsmensen vrij moeten kunnen bewegen op de bovenkant van de treinstellen en om optimaal van de capaciteit van de werkplaats gebruik te kunnen maken is de bovenleiding van spoor 4 beweegbaar gemaakt in horizontale richting. Door specifiek spoor 4 te voorzien van een beweegbare bovenleiding kunnen verschillende type treinstellen op spoor 4 worden onderhouden met maximale bewegingsvrijheid van de onderhoudsmensen.

Vanuit de aannemer Strukton Railinfra is Groneman Aandrijftechniek in Hengelo benaderd met de vraag of Groneman een aandrijfconcept kon aanbieden wat voldoet aan genoemde specificaties. Met de jarenlange expertise van Groneman is een aandrijfsysteem ontwikkeld met spindels die door servomotoren worden aangestuurd. Bij de opzet van het aandrijfsysteem is niet alleen gekeken naar bovenstaande specificaties, maar is ook meegenomen dat het systeem moet voldoen aan de eisen m.b.t. machineveiligheid.

Om de trekkracht in de bovenleiding op te vangen, zijn aan het begin en aan het eind van bovenleiding in de hal loopwagens geplaatst waaraan de bovenleiding is gemonteerd. Deze loopwagens worden ieder aangestuurd door een tweetal spindels. De andere spindels zijn met tussen afstanden van 30 meter gemonteerd aan de dakconstructie van de hal in Watergraafsmeer.



Schaatsen zorgen ervoor dat daar waar de bovenleiding onderbroken moet worden in verband met openen en sluiten van de deur, de trein toch ononderbroken de bovenleiding ziet en dus zonder problemen naar binnen kan rijden. Ook de schaatsbesturingen zijn door Groneman geleverd en zijn uitgevoerd met servo-systemen.

Servoversterker
Iedere spindel wordt aangestuurd met Servosystemen van Pilz, bestaande uit een PMCtendo AC servomotor en een PMCtendo servoversterker. De servoversterker is samengebouwd in een besturingskast die gemonteerd is aan de dakconstructie van de hal in Watergraafsmeer. De besturingskast is gepositioneerd bij de spindel. Op de servoversterker worden de signalen aangesloten van de resolver (ingebouwd in de servomotor) De resolver geeft de positie van de spindel aan. Daarnaast worden een tweetal eindschakelaars aangesloten op de versterker en deze signalen lopen ook naar het centrale veiligheidssysteem. Dit geldt ook voor de noodstop.

Een belangrijk aspect binnen dit aandrijfvraagstuk was de synchroniteit tussen de spindels. De afwijking mag maximaal +/-2 mm. bedragen. Is de afwijking namelijk groter, dan kan door mechanische krachten de bovenleiding breken. Om dit te realiseren is een centrale besturingsunit PMCprimo16+ geplaatst die middels CAN bus communiceert met de diverse servoversterkers in het veld. Hiermee wordt informatie ontvangen en verstuurd van en naar diverse besturingskasten in het veld.



Machineveiligheid
Naast een betrouwbaar systeem moet het systeem ook voldoen aan de eisen met betrekking tot machineveiligheid. Vanuit de verplichte risico inventarisatie bleek dat voldaan moest aan risicocategorie 2 volgens de geharmoniseerde norm EN 954-1.

Om dit te realiseren, is iedere spindel voorzien van standmeldingen in de vorm van eindschakelaars. Deze standmeldingen worden geactiveerd als de spindel verder loopt dan gewenst is. Daarnaast is de centrale motion kast voorzien van noodstopdrukkers. Alle signalen in de vorm van standmeldingen en positiemeldingen worden verzameld in de centrale besturingskast en worden aangesloten op een programmeerbaar veiligheids plc PNOZmulti. Vanuit de veilige ingangscircuits worden de aandrijf systemen vrijgegeven of veilig gestopt. Vanuit de centrale besturingskast kan de gehele bovenleiding worden verschoven, dit door een druk op de knop. De motion controller van Pilz in samenspraak met het veiligheidssysteem van Pilz waarborgt een betrouwbaar en veilige werking van het systeem.

Draaibare schaatsen
De bovenleiding moet onderbroken kunnen worden en dit geldt voor alle vier de sporen. De bovenleiding moet halverwege onderbroken kunnen worden en daarnaast moet de bovenleiding onderbroken kunnen worden bij een 8 tal toegangsdeuren.

Hiervoor is door Groneman aandrijftechniek het draaibare schaatsprincipe toegepast. Bij een deur waar een trein de hal binnen rijdt wordt de bovenleiding tijdelijk gesloten en weer geopend door een draaibare schaats. Deze schaats is een draaibaar opgesteld stuk bovenleiding. Als de schaats gesloten is wordt voor een naadloze overgang gezorgd van de bovenleiding buiten de hal naar de bovenleiding binnen in de hal.

De aandrijving van deze schaats bestaat uit een Pilz PMCtendo AC servomotor met tandwielkast.

De aansturing van de servomotor wordt uitgevoerd door een PMCtendo servoversterker die vanuit de aansturing van de toegangsdeur en vanuit een veiligheidssysteem wordt aangestuurd. Voor de juiste aansturing van de schaats was veiligheid een belangrijk issue. Belangrijke signalen hierbij waren de signalen afkomstig van de deurbesturing, in de vorm van deur open, dicht of deur wordt nu opgestuurd. Voor de veiligheid is per deur schaatscombinatie een PNOZmulti ingezet.



Realisatie van beweegbare bovenleiding
De taak die Groneman had in de engineering fase was het dimensioneren van de aandrijvingen, het samen met de klant vastleggen van de interface met de buitenwereld en het opmaken van een Rie van de totale installatie.

Tijdens de montagefase was het de taak van Groneman toe te zien op correcte montage en correcte bekabeling van alle componenten middels controles en het uitlijnen van de standmelders etc. Tijdens de inbedrijfname fase kwam het erop aan om alle aandrijvingen naar behoren te laten draaien en te laten communiceren met de buitenwereld. De veiligheids PLC’s zijn door Pilz geprogrammeerd en samen met Groneman in bedrijf genomen.