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Damit Sicherheit nicht auf der Strecke bleibt

01  Teststrecken für ­Schienenfahrzeuge müssen flexibel, aber dabei hundertprozentig gesichert sein, damit Teststrecken-Mitarbeiter ­keiner Gefahr ausgesetzt sind

02  Programmierbare Steuerungssysteme PSS 3000 überwachen sicherheitsgerichtete Funktionen der Alstom-Teststrecke. Zusammen mit der bei Alstom eingesetzten sicheren Sensorik Psen – hier der codierte Sicherheitsschalter Psencode – von Pilz werden sowohl Stellung als auch Position der insgesamt sieben Türen sicher überwacht

02  Programmierbare Steuerungssysteme PSS 3000 überwachen sicherheitsgerichtete Funktionen der Alstom-Teststrecke. Zusammen mit der bei Alstom eingesetzten sicheren Sensorik Psen – hier der codierte Sicherheitsschalter Psencode – von Pilz werden sowohl Stellung als auch Position der insgesamt sieben Türen sicher überwacht

03  Programmierbare Steuerungssysteme PSS 3000 von Pilz ­sorgen in unterschiedlichen Branchen für Sicherheit und entsprechen hier jeweils den verschiedenen anwendungs­spezifischen Normen

Bevor Schienenfahrzeuge mit Passagieren an Bord in Betrieb gehen, müssen sie die im Lastenheft gestellten Anforderungen auf einem Testparcours bestehen. Weil sich solche Anlagen im Freien aus service- und rettungstechnischen Gründen nicht starr abschotten lassen, sind sicherheitstechnische Lösungen gefragt, die sämtliche Schutzanforderungen erfüllen. Dabei darf der Betrieb der Anlage jedoch nicht beinträchtigt werden. Pilz hat für den Schienenfahrzeughersteller Alstom ein effizientes und ausbaubares Sicherheitskonzept entwickelt.

Alstom ist einer der größten Schienenfahrzeughersteller der Welt und stellt am Standort Salzgitter vorwiegend Regionaltriebzüge und Stadtbahnen her. „Auf einer Fläche von 123 ha produzieren wir mit rund 2.400 Mitarbeitern darüber hinaus noch Drehgestelle und Komponenten. Ein bis zwei Züge verlassen täglich unser Werk“, betont Marc Oliver Kulisch, Leiter der Werkserhaltung bei Alstom. Damit die Auftraggeber sicher sein können, ausgereifte und zuverlässige Fahrzeuge für den Alltagsbetrieb in Empfang zu nehmen, ist unmittelbar an die Produktions- und Montagehallen eine ovalartige, rund 1,4 km lange elektrifizierte Test- und Prüfstrecke angeschlossen, die zu großen Teilen in freiem Gelände verläuft. Der Produktionsstandort sowie die Teststrecke sind umzäunt, um ungebetene Gäste aus Diskretions- und Sicher­heitsgründen fernzuhalten (Bild 1).

Freier Zugang für Rettungsfahrzeuge
Mit dem Fortschritt der Automatisierungstechnik ­stiegen auch die Anforderungen an die Sicherheit entlang der ­Strecke. In enger Abstimmung mit dem Gewerbeaufsichtsamt Braunschweig als Genehmigungsbehörde, der Landeseisenbahnaufsicht (LEA) sowie der Berufsfeuerwehr Salzgitter hatte man bereits vor einigen Jahren ein grundlegendes Sicher­heitskonzept für die Teststrecke entwickelt. Eine Forderung war unter anderen, für den Notfall alle 400 m einen Zugang für schwere Rettungsfahrzeuge und den Bau entsprechender Zufahrtswege vorzusehen. An den Zugangsstellen sind Schutztüren mit Überwachungseinrichtungen versehen. Wird eine solche geöffnet, schalten die Signale auf gelbes Blinklicht und das Personal wird durch Signal­hupen gewarnt. Wege, welche die Teststrecke kreuzen, sind mit Schranken verschlossen und können von Rettungskräften nur per Schlüsseltresorbox geöffnet werden. Ein entsprechendes Schaltkonzept sorgt dafür, dass die Stromzufuhr entlang der Strecke nur dann eingeschaltet ist, wenn ein Zug auf die Strecke geht. Um die Anlage im Notfall komplett stromlos zu schalten, sind entlang der Prüfstrecke Not-Halt-Taster angebracht.

Leistungsfähiges Sicherheitskonzept
Nach einem Zwischenfall in einem französischen Werk reagierte der Konzern wie folgt: Innovative ­Sicherheitskonzepte mit hermetischer Abriegelung des Gleisbereichs sollten die Sicherheit künftig bei sämtlichen Teststrecken deutlich erhöhen. Dies galt auch für die Test- und Prüfstrecke des Alstom -Werks in Salzgitter. „Schon deshalb, weil die ­Strecke im Notfall rasch zugänglich sein muss, können wir das Gelände nicht wie einen Hochsicherheitstrakt absichern. Gefragt war eine flexible Lösung, die ein Höchstmaß an Sicherheit gegen­über mutwilligen oder unbeabsichtigten Eindringlingen bietet“, sagt M. O. Kulisch. Gemeinsam mit Mann & Partner Industrie- und Elektrotechnik GmbH, Engineering-Partner der Alstom Transport Deutschland GmbH mit Sitz in Salzgitter, wurde Pilz im Herbst 2012 mit der Erstellung eines modernen und effizienten Sicherheitskonzepts beauftragt. Als Spezialist für die komplette Automatisierung und sichere Automation ist das Unternehmen insbesondere auch im Maschinen- und Anlagenbau etabliert. „Bei hochgradig automatisierten Anlagen geht es immer wieder da­rum, mit intelligenten Sicherheitslösungen den Schutz der Bediener im Umfeld sicherzustellen, ohne dabei die Produktivität der Anlage aus dem Auge zu verlieren. Eine Aufgabe, die uns immer wieder vor neue Herausforderungen stellt“, bringt Udo Kramer, verantwortlicher Projektleiter bei Pilz, die Aufgabe auf den Punkt.

Steuerungssysteme zur Überwachung der Sicherheit
Zwar waren die Zugänge entlang des 1,80 m hohen Zauns auch bisher schon gesichert, nun kommen jedoch zusätzlich elektronische Sicherungskomponenten bei den Gleistoren zum Einsatz. Sie signalisieren dem Testpersonal unzweifelhaft, ob sämtliche Tore entlang des Zauns komplett geschlossen sind. Pilz, in Sachen Sicherheit seit Langem Partner von Alstom, hat hier in Kooperation mit Mann & ­Partner eine sichere und zuverlässige Gesamtlösung entwickelt, die langfristig angelegt und bei Bedarf erweiterbar ist. Dabei kommt das programmierbare Steuerungssystem PSS 3000 mit dem sicheren, offenen Bussystem Safetybus p zum Einsatz: Das Steuerungssystem übernimmt die sicherheitsseitige Überwachung der kompletten Anlage (Bild 2). Mehr als 100 verfügbare Software-Funktionsbausteine machen die Implementierung von sicherheitsgerichteten und/oder Standard-Steuerungsfunktionen in die Anwendersoftware einfach – darunter unter anderem die allgemeinen Funktionsbausteine für sicherheitsgerichtete Applikationen wie allgemeiner Not-Halt und Schutztür-Überwachung. Einzugeben sind nur noch die anlagespezifischen Parameter, was den Programmieraufwand reduziert.

Kombination aus codiertem Sicherheitsschalter und Sicherheitsriegel
Die Überwachung der sieben Schutztüren erfolgt über auf RFID-Technologie basierenden codierten Sicherheitsschaltern Psencode. Diese dienen sowohl der Stellungsüberwachung von trennenden Schutzeinrichtungen nach DIN EN 60947-5-3 als auch der Positionsüberwachung. Aufgrund integrierter Auswertung und Standardschnittstellen ist der Sicherheitsschalter in Reihe schaltbar und offen gegenüber Produkten anderer Hersteller. Bei der Schutztür-Überwachung stehen die unikatcodierten Sicherheitsschalter für höchsten Manipulationsschutz: Es gibt nur einen einzigen Betätiger, den der Sensor akzeptiert (Schlüssel-Schloss-Prinzip). In Kombination mit dem Sicherheitsriegel Psenbolt lassen sich der Aufwand für Entwicklung und Montage reduzieren, weil Eigenkonstruktionen hinfällig sind. Denn damit sind die Schutztüren zusätzlich und zuverlässig gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert. Psenbolt besteht aus einem mechanischen Riegel plus Türgriff. Kombiniert mit dem codierten Sicherheitsschalter Psencode und dem codierten Sicherheitsschalter Psenmech basiert die Sicher­heit somit auf verschiedenen Wirkprinzipien. Neben höchsten Anforderungen an Umgehungs- und Manipula­tionsschutz erfüllt der Sicherheitsriegel die sichere Schutztürüberwachung je nach verwendetem Sensor bis zur höchsten Sicherheitskategorie PL e nach DIN EN ISO 13849-1 bzw. SIL CL 3 nach DIN EN 62061. Als mechanische Alternative eignet sich der Sicherheitsriegel Psenbolt besonders zur Überwachung von schwer zu justierenden Schutztüren gerade im Freien. Über das Bedienterminal Pmim107 lässt sich von der zentralen Bedienwarte unmittelbar feststellen, welches Tor entlang der Strecke geöffnet wurde.

Sicherheitskomponenten und Dienstleistung aus einer Hand
Darüber hinaus überwachen die digitalen Eingangsmodule PSS67 von Pilz http://www.pilz.com Sicherheitsfunktionen dezentral im Feld nach Schutzart IP67. Die Kommunikation zur programmierbaren Steuerung PSS 3000 (Bild 3) erfolgt über das sichere offene Bussystem Safetybus p. Alle Systeme und Komponenten sind von berufsgenossenschaftlicher wie TÜV-Seite abgenommen. „Mit Pilz haben wir nicht nur einen starken Hersteller von Sicherheitskomponenten, sondern auch einen Partner und Dienstleister mit Know-how, auf den wir in Sachen Beratung, Service und Erweiterung auch in Zukunft bauen können“, zieht M. O. Kulisch als Fazit. Vorgesehen ist, dass die Teststrecke in Salzgitter noch in diesem Jahr technisch weiter ausgebaut wird. Bei der kompletten Revision der Steuerungstechnik der Oberleitungsaufschaltung in Verbindung mit Weichenstellungen, Strecken-Not-Halt sowie der Integration von Fahrbühnen will man durchgängig auf Sicherheitslösungen von Pilz ­setzen. (ih)

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Autor: Udo Kramer ist im technischen Büro Dresden der Pilz GmbH & Co. KG tätig.