Adrenalinkick mit Sicherheit Hintergrund

Technik

Steuerungen - Sicherheit wird bei den Fahrgeschäften im Wiener Prater großgeschrieben. Ein wesentlicher Baustein dabei ist Automatisierungstechnik von Pilz.

24. August 2010

Wenn an schönen Sommertagen Hochsaison ist im Wiener Prater, drängen zigtausende Besucher aus aller Welt durch den traditionsreichen Vergnügungspark im Umfeld des Riesenrads. Ob Riesenschaukel, Karussell oder Hochschaubahn – die Fahrgeschäfte im weltweit bekannten Wiener Prater sorgen mit immer stärkeren Fliehkräften und höheren Geschwindigkeiten für einen Adrenalinkick bei Alt und Jung. Für ungetrübten Spaß gilt es, Sicherheitsstandards zum Schutz der Passagiere zu erfüllen. Automatisierungstechnik von Pilz leistet dazu den entscheidenden Beitrag.

Moderne Steuerungstechnik kommt dabei nicht nur in Anlagen der neuesten Generation zum Einsatz, auch ältere Fahrgeschäfte werden immer wieder modernisiert und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. So erhielten die benachbarten Hochschaubahnen »Super 8« und »Donau Jump« erst Anfang dieses Jahres jeweils ein komplettes Sicherheits-Update.

Die Super 8 ist die derzeit längste Hochschaubahn im Wiener Prater. Sie ging 1997 in Betrieb und gehört der Liliputbahn-Gesellschaft, einem Familienunternehmen mit 50 Mitarbeitern, das noch weitere Fahrgeschäfte im Wiener Prater betreibt. In den hauseigenen Schlosser- und Tischlerwerkstätten werden nicht nur sämtliche Wartungsarbeiten und Reparaturen durchgeführt, sondern auch die verschiedenen Fahrgeschäfte von der Mannschaft rund um Geschäftsführer Alexander Ruthner in Eigenregie instand gehalten.

Sicherheit geht vor

Die Sicherheit der Fahrgäste hat dabei oberste Priorität. »Deshalb reizen wir auch die Kapazitäten unserer Anlagen ganz bewusst nicht voll aus. Die Super-8-Bahn könnte über 1.000 Personen pro Stunde befördern. Wir fahren allerdings mit doppeltem Sicherheitsabstand innerhalb der Sicherheitsblöcke und bringen es daher bei Vollbesetzung auf maximal 600«, erläutert Ruthner. Durch diese Maßnahme entsteht keine Hektik beim Ein- und Aussteigen, und die Gefahr, dass jemand stolpert, ist viel geringer.

Die Einnahmen pro Tag hängen direkt von der Anzahl der absolvierten Fahrten ab, die Fahrgeschäfte werden voll ausgelastet. Darum ist eine störungsfrei funktionierende Technik ein maßgebender Faktor.

»Wir haben ein sehr umfangreiches Ersatzteillager angelegt, damit wir im Falle eines Falles eine schadhafte Komponente wie beispielsweise einen Sensor möglichst rasch austauschen können. Wenn die Besucher an der Kasse Schlange stehen, zählt jede Minute« sagt Alexander Ruthner.

Dem Geschäftsführer war die frühere Steuerungstechnik der Bahn, bei der die Sicherheitsfunktionen noch mit bistabilen Relais realisiert waren, schon längere Zeit ein Dorn im Auge: »Zwar haben wir in den vergangenen dreizehn Jahren bereits einmal die SPS-Marke gewechselt, die Relais-Lösung blieb damals allerdings erhalten. Und weder diese noch der gesamte Automatisierungsgrad der Anlage waren zeitgemäß. So wurden Fehler angezeigt, obwohl es keine gab. Das Zurücksetzen der einzelnen Relais von Hand war an der Tagesordnung.«

Elektronik statt Relais

Ziel der Modernisierung war es, die mühsam zu handhabenden, bistabilen Relais durch eine moderne fehlersichere SPS zu ersetzen und eine Fehleranzeige zu integrieren, die in Klartext anzeigt, welche Störung wo an der Anlage aufgetreten ist.

Die Entscheidung, auf eine Lösung von Pilz zu setzen, fiel Ronald Braun, technischer Berater in Sachen Elektro- und Automatisierungstechnik, aufgrund bereits gemachter Erfahrungen leicht. »Die Ingenieure von Pilz kennen sich einfach perfekt aus, sie sind up to date, was Sicherheitsnormen betrifft, und programmieren in kürzester Zeit hochfunktionelle Anwendungen.«

Ziemlich schnell hatten Braun und Ruthner zusammen mit einem Techniker von Pilz dann auch das neue Steuerungskonzept für die Hochschaubahn erstellt. Ein kompaktes Steuerungssystem PSS mit Anschluss für das Bussystem Safetybus p steuert und überwacht in Kombination mit dem dezentralen E/A-System PSSuniversal sämtliche Standard- und Sicherheitsfunktionen der Anlage.

Die Funktion »Sichere Geschwindigkeit« für den ebenfalls neu angeschafften Frequenzumrichter zur Regelung des Kettenantriebs übernimmt ein konfigurierbares Steuerungssystem PNOZmulti. Als HMI-Schnittstelle dient ein 15-Zoll-Touchpanel PMI. Insgesamt 20 Induktiv- und ein Linearsensor erfassen während der Fahrt die jeweilige Position der Wagen. Die gesamte Strecke ist steuerungstechnisch in vier Blöcke unterteilt – erst dann, wenn der zuvor losgeschickte Wagen einen Sektor passiert hat und die Sensoren dies melden, wird das Teilstück für den nachfolgenden Wagen freigegeben.

Ansonsten treten die pneumatisch betätigen Bremsen in Aktion und halten den Wagen sofort an. Somit kann in jedem Abschnitt immer nur ein Wagen unterwegs sein, eine Kollision ist ausgeschlossen. Die Bremsen sind jeweils vor den Bergabpassagen sowie im Ein- und Ausstiegsbereich angebracht.

Immer automatisch

Die Anlage läuft grundsätzlich im Automatikbetrieb, eine Umstellung auf Handbetrieb ist aber jederzeit möglich. »Wir haben zudem die alten Stern-Dreieckanschaltungen der Bremsen bewusst nicht ausgebaut. Denn sollten alle Stricke reißen und die neue Steuerung komplett ausfallen, können wir damit die Bremsen immer noch manuell lösen und so auf der Strecke gestoppte Wagen ihre Fahrt sicher beenden lassen«, führt Braun weiter aus.

Als weitere Sicherheitsvorkehrung muss jeden Tag vor Betriebsbeginn ein eigens geschriebenes Testprogramm durchlaufen werden, da sonst der Automatikbetrieb nicht zugelassen wird. Dieses testet zunächst alle Druckschalter der Bremsen auf ihre Funktion. Wenn diese keine Störung melden, geht ein unbesetzter Wagen auf die Strecke, um alle Sensoren auf ihre korrekte Funktion zu überprüfen. Erst dann, wenn alle positiven Bestätigungen vorliegen, wird die Anlage für den regulären Fahrbetrieb freigegeben. Sämtliche auftretenden Störungen werden automatisch protokolliert. Die Steuerung zeigt im Fehlerfall im Klartext an, welche konkrete Komponente ausgefallen ist.

Die implementierte Diagnosefunktion gibt Tipps zur Abhilfe, indem sie mögliche Ursachen im Display anzeigt. »Früher mussten wir Schlüssel umdrehen und verschiedene Schalter in bestimmter Reihenfolge mehrere Sekunden lang halten, um die Bahn überhaupt starten zu können – nach einem Not-Halt dauerte es oft mehrere Minuten lang, bis wir die Anlage wieder zum Laufen gebracht hatten«, erinnert sich Alexander Ruthner. »Die neue Steuerungslösung dagegen arbeitet problemlos, ist einfach zu bedienen und startet nach Freigabe sofort.«

Ad hoc gelöst

Zum Saisonstart des Wiener Praters im März war die Modernisierung abgeschlossen. Dafür fiel wenige Tage vor Saisonstart unerwartet die Steuerung des benachbarten »Donau Jump« aus, einer Hochschaubahn, bei der es für die Fahrgäste im ausgehöhlten Baumstamm sitzend einen 15 Meter hohen Wasserfall hinuntergeht. Die fast 20 Jahre alte Anlage wurde bis dahin von zwei redundant geschalteten Standardsteuerungen gesteuert. Eine der beiden CPUs ließ sich aber nach der Winterpause nicht mehr starten.

»Da der gesamte Projektablauf mit Pilz gut funktioniert hat und wir mit der bereits realisierten Lösung sehr zufrieden sind, haben wir uns sofort entschlossen, auch den Donau Jump mit Automatisierungstechnik von Pilz zu modernisieren«, erklärt der Geschäftsführer.

Obwohl es keine Schaltpläne mehr gab und die Zeit drängte, gelang es innerhalb von nur einer Woche das Fahrgeschäft auf die neue sichere Steuerungstechnik umzurüsten. Dabei kommt eine Steuerung des neuen Pilz-Automatisierungssystems PSS 4000 zum Einsatz. Diese ist modular aufgebaut und bietet serienmäßig auch analoge Ausgänge, die in diesem Fall für die Ansteuerung des Hydraulikmotors erforderlich sind, der das Förderband im Ein-/Ausstiegsbereich antreibt. Die kompakte Bauform der Steuerung sowie der dazu passenden I/O-Baugruppen spart laut Pilz viel Platz im Schaltschrank.

Keine Bremsen

Die Anforderungen an die Sicherheit ähneln denjenigen der Hochschaubahn Super 8. Mechanische Peitschenschalter und ein Ultraschallschranken-Sensorpaar im Spritzbereich der Anlage erfassen die Positionen der schwimmenden Baumstämme; nur Bremsen im eigentlichen Sinn gibt es keine. Für den Fall, dass ein Schwimmkörper einen Abschnitt nicht zeitgerecht passiert hat, bleibt das Antriebsband mit dem nachfolgenden Baumstamm einfach so lange stehen, bis die Sensoren den Sektor freimelden und die SPS grünes Licht zur Weiterfahrt gibt. Die eingesetzte Steuerung PSSuniversal PLC regelt auch die Geschwindigkeit des Förderbands im Bahnhofsbereich und somit die Taktung der hinausfahrenden Baumstämme, damit der Mindestabstand von 8,7 Sekunden eingehalten wird.

Weiterhin überwacht sie die Füllstände in den Wasserbecken und zählt die Anzahl der Baumstämme im ersten Sektor mit. Auch hier ist ein Touchdisplay von Pilz als HMI-Schnittstelle installiert.

Bei der Super 8 hat sich das neue Steuerungskonzept bereits bezahlt gemacht. Denn genau am 1.Mai, dem traditionell umsatzstärksten Tag im Jahr, fiel plötzlich ein Sensor aus. »Diesen hatten wir jedoch innerhalb weniger Minuten ausgetauscht, da uns die Steuerung exakt anzeigte, welcher Sensor die Störung verur-sachte. Der Betrieb war somit nur für kurze Zeit unterbrochen«, erzählt Alexander Ruthner von der erfolgreich absolvierten Bewährungsprobe. »Mit der alten Steuerung hätten wir stattdessen die gesamte Strecke abgehen und jeden Sensor einzeln prüfen müssen.« So weiß er genau, was ihm erspart geblieben ist.

Hintergrund

Steuerungssystem PNOZmulti im Höhenflug

Mit einer Gesamthöhe von 117 Metern steht seit diesem Jahr das weltweit höchste Kettenkarussell im Wiener Prater. Der »Praterturm« befördert bis zu 24 Fahrgäste in eine Höhe von 70 Metern. Von dort bietet sich ein herrlicher Ausblick über Wien und an klaren Tagen weit über die Stadt hinaus, wobei sich das Karussell mit einer Maximalgeschwindigkeit von 60 Kilometern pro Stunde dreht. Überwacht und gesteuert wird das Karussell von drei konfigurierbaren Steuerungssystemen PNOZmulti von Pilz, die alle sicherheitsgerichteten Funktionen zuverlässig überwachen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2010