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.

Goederenstation Muttenz in de buurt van Basel in de vroege avond: op een van de grootste goederenstations van Europa rangeert een elektrische locomotief heen en weer tussen parallel lopende sporen. Ze verzamelt volgens een onzichtbaar plan sets van verschillende goederenwagons en stelt daarmee op een formeerspoor langzaam maar zeker een gemengde goederentrein met meer dan 70 wagons samen. De dagelijkse gang van zaken op een rangeerstation. Maar deze locomotief is geen klassieke rangeerlocomotief, maar een lijnlocomotief van het type TRAXX AC Last Mile, gebouwd door Bombardier. Als je beter kijkt, zie je bovendien dat de cabine van de locomotief onbemand is.

Veilig radiografisch rangeren tot duizend meter

Tussen de sporen staat een rangeerder die het gebeuren aandachtig volgt. Zijn handen hebben voortdurend contact met schakelaars, knoppen en de joystick van een geel bedieningspaneel dat om zijn nek hangt. Met dit radiografische besturingssysteem, dat door het bedrijf Schweizer Electronic speciaal voor het spoorwegverkeer is ontwikkeld, beweegt de rangeerder de locomotief vooruit en achteruit, remt en versnelt hij de locomotief en geeft hij indien nodig optische of akoestische signalen af. Met het bedieningspaneel in handtasformaat kunnen, bij een passende voorziening aan de locomotief-/ontvangerzijde en na identificatie via een RFID-sleutel, locomotieven tot een afstand van 1.000 meter worden verplaatst. Dankzij frequenties die tijdens het gebruik kunnen worden gekozen, is dit voor verschillende landen met dezelfde uitrusting realiseerbaar. Typische toepassingsgebieden zijn het rangeren, het heuvelen en de overgang.

Dat hier voor het eerst een lijnlocomotief met dit radiografische besturingssysteem is uitgerust, heeft te maken met het feit dat ook de spoorwegondernemingen steeds vaker voor flexibele en efficiënte rangeer- en logistieke concepten kiezen. Een dergelijk uitgeruste lijnlocomotief kan in elk geval voor een deel het splitsen van een trein voor haar rekening nemen of een goederentrein samenstellen. Dit bespaart of vermindert het gebruik van rangeerlocomotieven die speciaal hiervoor worden ingezet.

Deskundigheid op het gebied van spoorwegtechniek

Schweizer Electronic, dat zijn hoofdkantoor in Reiden (Zwitserland) heeft, heeft de afgelopen jaren met deskundigheid en knowhow een reputatie op en langs het spoor in Europa en overzee opgebouwd. Het bedrijf met 150 medewerkers legt de focus op innovatieve oplossingen voor de beveiliging van bouwplaatsen en spoorwegovergangen en op radiografische besturingssystemen voor goederenlocomotieven. “Toen Bombardier bij ons informeerde naar een krachtig radiografisch besturingssysteem voor locomotieven, dachten we in eerste instantie aan een al ontwikkelde standaardoplossing“, herinnert Thomas Koch, productmanager draadloze systemen bij Schweizer Electronic, zich. Bombardier speelt wereldwijd een leidende rol bij de ontwikkeling van moderne spoorwegtechnologieën en -voertuigen. Dit Canadese vliegtuig- en spoorwegconcern beschikt in Duitsland over meerdere productielocaties met ongeveer 8.000 medewerkers.

Het met Schweizer Electronic opgestarte project werd in de concretiseringsfase al snel ingewikkelder: het realiseren van de extra functies buiten de normale functies van een radiografisch besturingssysteem stelde hoge eisen aan alle betrokkenen. “We moesten nagaan hoe we de gewenste extra prestatie- en veiligheidskenmerken elektro- en besturingstechnisch het meest efficiënt konden realiseren. We hebben daarbij meerdere varianten getest, die ons echter te duur, te weinig flexibel of niet geschikt voor de toekomst leken“, zegt Thomas Koch.

Interface tussen ontvanger en locomotiefbesturing
De Zwitserse spoorwegexperts hadden al in de jaren ervoor met Pilz samengewerkt. Dit bedrijf heeft sinds 1996 een vestiging in Zwitserland. Het was bekend dat Pilz als aanbieder van veilige automatiseringsoplossingen over ervaring in de spoorwegsector beschikt. Schweizer Electronic haalde het bedrijf erbij om een sterk applicatieprogramma op te stellen.

“Om de door Bombardier gewenste extra functies te realiseren en uiteindelijk goedkeuring te kunnen krijgen, was er ook een ander orgaan nodig dat de signalen naar de locomotief uit de extra functies afstemt met de statusgegevens van de machine, op plausibiliteit en consistentie controleert en vervolgens de locomotiefbesturing toestemming geeft om de gewenste actie te starten“, zegt Bernd Maier van de afdeling Customer Support bij Pilz. Een opgave die het automatiseringssysteem PSS 4000 als interface tussen ontvanger en locomotiefbesturing betrouwbaar uitvoert.

Automatisering goes spoorwegtechniek

Pilz heeft het industrieel beproefde automatiseringssysteem PSS 4000 in zijn basisfunctie volgens EN 61508 voor toepassingen in de industriële automatisering ontwikkeld. Voor de bijzondere eisen in het spoorwegverkeer heeft het automatiseringsbedrijf speciale modulen met -R ('Railway') in de typeaanduiding gecreëerd. Deze modulen zijn bestand tegen elektromagnetische storingen, extreme temperaturen en mechanische belastingen, die bij spoorwegen vaak voorkomen. De -R-modulen in het automatiseringssysteem PSS 4000 zijn CENELEC-goedgekeurd volgens EN 50126, EN 50128, EN 50129 en EN 50155. Het automatiseringssysteem voldoet in de totale toepassing aan SIL 4.

De -R-modulen zijn zodoende geschikt voor verschillende toepassingen in de spoorwegsector: zo kunnen niet alleen tractievoertuigen en spoorbouwmachines, maar ook signalen bestuurd en bewaakt worden. Het systeem heeft zijn prestatievermogen in het verleden ook bij kabelbanen, havenkranen en sluizen aangetoond. Tegelijkertijd is het automatiseringssysteem PSS 4000 ook geschikt voor gebruik in de beheer- en veiligheidstechniek of bij de koppeling van seinposten.

Veiligheid van één leverancier

Als de locomotief rijdt, bewaakt PSS 4000 de voorgeschreven rijsnelheid. Bij een ongecontroleerde versnelling activeert het systeem een noodstop. Hoewel ook in de schakelkast van een locomotief normaal gesproken ruimtegebrek bestaat, is PSS 4000 met een kopmodule, 13 ingangsmodulen, 5 relaismodulen en 6 halfgeleideruitgangsmodulen relatief compact en ruimtebesparend. In totaal heeft het systeem dus 52 ingangen en 34 uitgangen (10 relaisuitgangen en 24 halfgeleideruitgangen). Net als de industriële variant biedt ook PSS 4000 de voordelen van een decentrale besturingsstructuur – zonder de complexiteit die normaal gesproken daarmee samenhangt.

Pilz heeft als dienstverlener en leverancier meegewerkt aan de software-architectuur, het ontwerp van de componenten, de implementatie, de testspecificaties en de noodzakelijke testen. “Bij dit project was er behalve voor besturingstaken en programmering speciale aandacht voor validering en documentatie. Beide zijn absoluut noodzakelijk voor een goedkeuring. Hier heeft Pilz in nauwe samenwerking met ons bedrijf aangetoond dat het deskundig is en teamspirit heeft“, stelt Thomas Koch vast.

 Het automatiseringssysteem PSS 4000 van Pilz bewijst op verschillende locomotieven en in diverse spoorwegsystemen zijn veelzijdigheid. “Wij vinden het fijn dat ook spoorwegmaatschappijen in andere landen hun besturings- en bewakingsprocessen moeten optimaliseren. Door de in veel landen absolute noodzaak tot modernisering van de spoorweginfrastructuur zou de vraag naar een standaard inzetbare, TÜV-gekeurde, voordelige en EBA-goedgekeurde oplossing nog kunnen stijgen“, benadrukt Bernd Maier. Het flexibele automatiseringssysteem PSS 4000 van Pilz is veelzijdig genoeg om complexe taken op het gebied van spoorwegtechniek uit te voeren.

Aantal tekens: 8.356

Afbeeldingen:

Foto 1: (Pilz GmbH & Co. KG)

Voor de bijzondere eisen in het spoorwegverkeer staan in het automatiseringssysteem PSS 4000 speciale modulen met -R ('Railway') in de typeaanduiding ter beschikking. Ze zijn CENELEC-goedgekeurd.

Foto 2: Zender LocControl100 RS - Comfortabele en veilige bediening (Morten Rasmussen/Bombardier)

Het radiografische besturingssysteem LocControl100 van de spoorwegtechniekspecialist Schweizer Electronic AG verzendt besturingscommando's vanaf een mobiel bedieningspaneel draadloos en veilig naar een locomotief

Foto 3a: Containertrein met TRAXX AC Last Mile-locomotief (foto: Morten Rasmussen/Bombardier)

Foto 3b: TRAXX AC Last Mile-locomotief in Kandersteg, Zwitserland (foto: Morten Rasmussen/Bombardier)

Onderschrift foto 3a en 3b: De TRAXX AC Last Mile-locomotief is geen klassieke rangeerlocomotief, maar een lijnlocomotief, gebouwd door Bombardier. Het automatiseringssysteem PSS 4000 is de interface tussen ontvanger en locomotiefbesturing.