Automatisierungssystem sorgt für sichere Signalüberwachung

Die Dresdner Schwebebahn ist ein Paradebeispiel deutscher Ingenieurskunst: Obwohl sie in diesem Jahr bereits ihren 110. Geburtstag feiert, gibt es bei der Ausstattung mit moderner Sicherheitstechnik keine Kompromisse.

Das Automatisierungssystem PSS 4000 des schwäbischen Automatisierungsexperten Pilz trägt dazu bei, dass Signale und letztlich die Fahrgäste sicher ihr Ziel erreichen. Die letzten Meter zur Talstation legt der Wagen im Schritttempo zurück. Erst nachdem er seine endgültige Halteposition erreicht hat, geben die Türen den Weg frei. Etwa zwei Dutzend Fahrgäste - rucksackbewehrte Touristen mit Kameras und Bewohner der bevorzugten Dresdner Höhenlagen - streben den Ausgängen zu. Jene, die von unten nach oben wollen, drängen in die Bahn, die die Station nach kurzem Aufenthalt wieder verlässt. Die Dresdner Schwebebahn verbindet die Stadtteile Loschwitz und Oberloschwitz, in viereinhalb Minuten überwindet sie knapp 85 Höhen- und rund 275 Streckenmeter.

Veraltete Sicherheitstechnik birgt Risiken
Seit 1901 in Betrieb, basiert das technische Konzept auf dem Einschienenhängebahn-Prinzip des Kölner Ingenieurs Eugen Langen, der auch für den Bau der Wuppertaler Schwebebahn verantwortlich zeichnete. 32 Pendel- und eine Feststütze aus Stahl schwingen sich eindrucksvoll den Hang hinauf und halten die Fahrbahnträger. Die beiden Kabinen hängen an zwei mächtigen Tragarmen, über Räder mit Doppelspurkränzen auf Schienen geführt, unterhalb der Fahrschiene.

Per Zugseil bewegt die Fördermaschine in der Bergstation beide Wagen, seit 1975 steht die älteste und bis heute in ihrer Bauart einzigartige Bergschwebebahn unter Denkmalschutz. Noch bis ins Jahr 1996 waren betriebsbedingt Kabinenführer mit an Bord, heute fahren beide Wagen führerlos. Von der Bergstation aus überwacht ein Fahrdienstleiter den gesamten Betriebsablauf, unterstützt von Kameras sowie modernster Steuerungs- und Sicherheitstechnik. Dabei trägt das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz ganz wesentlich zum sicheren und gefährdungsfreien Betrieb bei.

Seit der Wende erfuhr die Dresdner Schwebebahn eine ganze Reihe von Um- und Aufrüstungen insbesondere im Bereich der Steuerungs- und Sicherheitstechnik. „Bis 1992 war die Bahn noch überwiegend mit alter DDR-Technik unterwegs. Unsere Aufgabe war es, im Verbund mit anderen Unternehmen die Signaltechnik zu erneuern und die kabellose Übertragung zwischen Wagen und Steuerhaus an die aktuellen technischen Standards anzupassen", erinnert sich Jens Baier, Leiter Inbetriebnahme der Firma Ludwig Elektrotechnik.

Das Unternehmen für Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik mit Sitz in Oberwiesenthal verfügte bereits zum damaligen Zeitpunkt über einige Erfahrung mit der Steuerung von Seilbahnen und Liftanlagen in der ehemaligen DDR. Auch in den Jahren danach war Ludwig Elektrotechnik bei der Dresdner Schwebebahn immer wieder mit der sukzessiven Anpassung der Steuerungs- und Sicherheitstechnik an die Maßgaben der SIL 3-Sicherheitsstandards beauftragt, die für alle Seil- und Bergbahnen gelten. 1996 wurde der überwiegende Teil der alten Technik ausgetauscht, die Anlage wurde mit modernen Lichtwellenleiter-Leitungen ausgestattet, die einen sicheren Überspannungsschutz beispielsweise bei Blitzeinschlägen bieten. 2001 bis 2002 folgten die grundlegende Sanierung des Traggerüstes sowie der Bau des Panoramaaufzuges an der Bergstation, der Besuchern den Zugang zum Maschinenhaus und eine eindrucksvolle Aussicht auf das Elbtal ermöglicht.

Signale und Daten sicher und ­zuverlässig übertragen
Als Ludwig Elektrotechnik im Jahr 2008 beauftragt wurde, die aufgrund der im Einsatz befindlichen Mischtechnik immer wieder auftretenden Schwachpunkte bei der Signalübertragung zu beseitigen, fiel in Sachen Sicherheitstechnik die Wahl auf Pilz. Bereits zuvor hatten beide Unternehmen gemeinsam erfolgreich Projekte an Seilbahnen und Liftanlagen durchgeführt. Zwar lief der Betrieb der Dresdner Schwebebahn bis dahin nahezu reibungslos, als Schwachpunkt galt jedoch die Signalübertragung zwischen Tal- und Bergstation, die als nicht hundertprozentig fehlersicher eingestuft wurde.

Aus diesem Grund erteilte der TÜV eine bis Ende 2009 befristete Ausnahme-Betriebsgenehmigung, danach waren auch bei der Dresdner Schwebebahn sämtliche SIL 3-Kriterien zu erfüllen. Weil in der Anlage sehr unterschiedliche, zum Teil noch analoge und anfällige Technik im Einsatz war, musste eine sicherheitstechnische Lösung her, die es mit diesen Voraussetzungen aufnehmen konnte und darüber hinaus gegenüber den anstehenden Erweiterungen und Ergänzungen offen war.

„Das Automatisierungssystem PSS 4000 sorgt bei der Schwebebahn in Verbindung mit der verlegten Lichtwellenleiter-Technik für eine fehlersichere Signal- und Datenübertragung zwischen Tal- und Bergstation", betont Jens Baier. Konkret geht es dabei um die Nothalt- und Schutztür-Überwachung sowie um die sichere Überwachung der Not-Halt-Funktionen. „Betritt beispielsweise jemand den durch Zugangssperren besonders gesicherten Einfahrtsbereich, muss das ausgelöste Signal den Leitstand in der Bergstation fehlersicher erreichen und die Bahn in einen sicheren Halt versetzen. Dasselbe gilt, wenn ein in diesen Bereichen installierten Not-Aus-Taster betätigt wird", ergänzt Baier. Erst nach einem geregelten Zustimmprozess kann die Bahn ihre Fahrt fortsetzen.

PSS 4000 für flexible und offene ­Sicherheitslösungen
Im Detail besteht das Automatisierungssystem PSS 4000 aus mehreren Hardware- und Software-Komponenten sowie dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p und entsprechenden Netzwerkkomponenten. Die Steuerungssysteme basieren auf dem dezentralen E/A-System PSSuniversal. Die erste Ausbaustufe bietet Kopfmodule in verschiedene Leistungsklassen, die für alle Sicherheits- und Standardsteuerungsfunktionen zur Verfügung stehen. Die Anbindung an das Realtime-Ethernet SafetyNETp ist fester Bestandteil. Damit lassen sich alle Steuerungskomponenten vernetzen sowie sichere wie nicht sichere Daten übertragen.

Bei der Dresdner Schwebebahn sind in der Berg- und in der Talstation je ein Steuerungssystem PSSuniversal PLC - ein Lichtwellenleiter-Umsetzer, mehrere Not-Aus-Taster an Punkten mit Gefährdungspotenzial sowie PSSnet-Switches im Einsatz. Mit diesen lässt sich die jeweilige Netzwerktopologie flexibel an das Anlagenlayout anpassen. Als Architekturen sind u. a. Stern-, Baum- und auch Ringstrukturen möglich. Als weitere Vorteile lässt sich die Verfügbarkeit des Netzwerks steigern und sich seine Ausdehnung vergrößern. Hinzu kommt der Mechanismus der Ringredundanz: Bei einer Unterbrechung der Kommunikation an einer Stelle im Ring wird ein alternativer Kommunikationspfad über ein Standby-Kabel aktiviert, so dass Daten innerhalb der Ringtopologie trotzdem weitergeben werden können.

„Ausschlaggebend für die Wahl des Automatisierungssystem PSS 4000 war insbesondere die problemlose Kooperation mit anderen Systemen und die Offenheit gegenüber in Zukunft noch umzurüstenden alten Baugruppen", hebt Jens Baier hervor.

Die Integration von Alt und Neu funktioniert mit PSS 4000 konfliktfrei, demnächst stehen bei der Dresdner Schwebebahn noch weitere Aufgaben an: So soll ein Austausch der Steuerung erfolgen, die aus den neunziger Jahren stammt und nicht mehr dem Stand der Technik entspricht. Darüber hinaus soll für das elektronische Verriegelungssystem der Türen eine innovativere Lösung gefunden werden: Bislang sind diese während der Fahrt elektronisch verriegelt, bei Stromausfall aber nicht zu öffnen. Im Notfall erfolgt die Evakuierung über die Dachluken, ein Prozedere, das die Dresdner Berufsfeuerwehr in regelmäßigen Abständen probt.

„Für uns ist das Automatisierungssystem PSS 4000 eine Art Sicherheitsmanager, kostengünstig und flexibel", fasst Jens Baier zusammen.
Im laufenden Jahr stehen bei Ludwig Elektrotechnik neue Projekte an, in Sachen integrierter Sicherheits- und Steuerungslösungen wird Pilz auch weiterhin kompetenter und zuverlässiger Partner sein.