Über Berg und Tal – mit Sicherheit

Titelgeschichte

Sicherheitssteuerung - Der selbstfahrende Kabinenlift der Thüringer L-Tec GmbH passt sich optimal und naturschonend an die Landschaftsverhältnisse an. Als automatisierte Maschine zur Personenbeförderung sind die Anforderungen an die Sicherheit allerdings hoch. Weil Pilz Sicherheitskomponenten und begleitende Dienstleistungen aus einer Hand anbietet, setzt L-Tec auf den Automatisierungsexperten aus Ostfildern.

18. Oktober 2017
Die sicheren Kleinsteuerungen PNOZmulti sind modular und flexibel aufgebaut. Bild: Pilz GmbH & Co. KG
Bild 1: Über Berg und Tal – mit Sicherheit (Die sicheren Kleinsteuerungen PNOZmulti sind modular und flexibel aufgebaut. Bild: Pilz GmbH & Co. KG)

Zur Anbindung von Immobilien in Hanglage oder zur Erschließung touristischer Attraktionen ist der Outdoorlift weltweit im Einsatz.

Am Anfang war das Projekt Outdoorlift allerdings nicht mehr als die spleenige Idee eines Geschäftsmannes: Der wollte die steilen 150Meter zu seinem Anwesen in exklusiver Stuttgarter Halbhöhenlage nicht länger zu Fuß gehen. Herkömmliche Treppenlifte waren dem dynamischen Macher zu langsam und unkomfortabel, Schrägaufzüge zu klobig und letztlich zu teuer. Ihm schwebte eine Lösung vor, die sich optimal dem Gelände anpasst und die Landschaft nicht verschandelt. Frank Scholz, damals Chef und innovativer Kopf eines kleinen Handwerksbetriebes, sollte die wage Idee zum Leben erwecken. Scholz legte sich ins Zeug – konstruierte, probierte und optimierte. Im Jahr 2009 stand dann der erste Prototyp.

Immer schön waagerecht

Die mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde selbstfahrende Mini-Bergbahn mit innovativem Antriebsstrang und kurvengängigen Servoantrieben bewegt sich auf zwei Rundrohrschienen, die sich sehr variabel und unauffällig dem jeweiligen Gelände anpassen. Die zwischen vier und 14Personen fassenden Kabinentypen beziehen ihre Antriebsenergie über Schleifleitungen entlang der Strecke. Das Besondere dabei ist eine hydraulische Niveauregulierung, die den Fahrkorbboden während der Fahrt stets waagerecht hält und zwar unabhängig von der jeweiligen Hangneigung. Auf diese Weise bewältigt der Outdoorlift Steigungen bis zu 45 Grad und kann eine nahezu beliebige Zahl an Stationen bedienen.

Vom Einzelstück in die Kleinserie

Der zu Anfang belächelte Kabinenlift wurde auf Fachmessen vorgestellt und weiter optimiert. Mit einmal kamen Anfragen aus aller Welt: solvente Hausbesitzer oder Hoteliers, die ihre Immobilie um eine komfortabele Erschließung ergänzen oder Betreiber touristischer Einrichtungen, die mit dem Outdoorlift Sehenswürdigkeiten barrierefrei zugänglich machen wollten.

»Die erste Anfrage und dann der Auftrag kam von den Seychellen: Ein Villenbesitzer wollte sich einen bequemen Meerzugang schaffen«, erinnert sich Scholz, heute Geschäftsführer von L-Tec. »Nun musste ein Unternehmen gegründet, Personal akquiriert und länderspezifische Importvoraussetzungen geklärt werden. Heute sind L-Tec-Outdoorlifte neben Deutschland in ganz Europa sowie Asien im Einsatz.«

Neben der Organisation wirtschaftlicher Betriebsabläufe sah sich L-Tec nun mit Fragestellungen rund um die funktionale Sicherheit konfrontiert. Zweifelsfrei handelt es sich beim Outdoorlift um eine Maschine – innerhalb Europas greift somit die Maschinenrichtlinie.

Kompetenter Partner benötigt

Die selbstfahrende Kabine ist aber zusätzlich auch ein Personentransportmittel, was die Aufgabe nicht einfacher macht: »Um zu bestimmen welche Einzelnormen greifen und welche Vorschriften auch in Ländern außerhalb Europas gelten, sind wir auf kompetente Partner angewiesen«, sagt Daniel Laidig, leitender Projektingenieur bei L-Tec. »Damals kannten wir Pilz bereits und wussten, dass man sich hier mit länderspezifischen Vorgaben sehr gut auskennt und weltweit vergleichbare Standards bei Automatisierung und Sicherheit bietet. Für uns war das einer der Gründe, Pilz als Partner zu wählen.«

Antrieb, Steuerung und alle zugehörigen Komponenten befinden sich mit an Bord der Kabine, ein externer Maschinenraum existiert nicht. Welche Sicherheitsanforderungen gemäß EN ISO 13849-1 und EN IEC 62061 im Hinblick auf die Bedienung und Funktion von Maschinen erfüllt sein müssen, war Ergebnis einer Risikobeurteilung. Der Outdoorlift stellt gleich mehrere Anforderungen an die Sicherheit von Mensch und Maschine. Die selbstfahrende Kabine muss eine Vielzahl unterschiedlicher Kriterien erfüllen, um eine Betriebszulassung in den jeweiligen Zielländern zu erhalten. Allein die Bremssysteme sind mehrfach redundant für alle erdenklichen Fälle ausgelegt. Zur sicheren Bremsenansteuerung wird ein spezielles Modul verwendet, das beim Abschalten der Bremse den Strom in der Magnetspule sicher unterbricht. Geschwindigkeit und sicherer Stillstand werden pausenlos überwacht: Bei der Einfahrt in eine Station muss der Outdoorlift unabhängig vom momentanen Gefälle und Beladungszustand stets sicher und ohne Gefährdung der Passagiere sanft bis zum finalen Halt abbremsen. Übersteigt die Geschwindigkeit einen festgelegten Wert, fährt die Kabine unmittelbar in den sicheren Halt.

Sicherheitsbremsen redundant ausgeführt

Ein Abschalten und Herunterfahren der Antriebe aktiviert die redundant ausgeführten Sicherheitsbremsen in zeitlich gestaffelter Abfolge. Als letzte Instanz wirkt zusätzlich ein mechanisches Bremssystem direkt auf die Führungsgleise, auch im Falle einer gestörten Spannungsversorgung. Sicher überwacht wird zudem die maximal zulässige Abweichung der Kabinenneigung zur waagerechten Position über redundante Analogwerte. Während der Fahrt ist die Zuhaltung der Kabinentür sowie der Türen an den Haltestellen sicher zu gewährleisten. Die Stations- und Kabinentüren öffnen erst dann, wenn die Kabine in genau definierter Haltestellenposition steht. In Verbindung mit einer automatisch öffnenden Stationstür wird sogar die sichere Positionsüberwachung Kabine-zu-Haltestelle und Haltestelle-zu-Kabine über Kreuz gefordert. Auch der Schließvorgang der Automatiktüren wird über eine sensitive Kraftbegrenzung und entsprechende Sensorik zur Erkennung von Personen oder Gegenständen in der Türöffnung überwacht.

Ein Set an sicheren Komponenten

Um all diese Sicherheitsanforderungen zuverlässig gewährleisten zu können, ist in der Kabine ein Set aus Pilz-Sicherheitskomponenten vom Not-Halt-Schalter, Tür-, Positions-, Stillstands- und Endlagen-Überwachung bis zur Überwachung der Betriebsartenumschaltung im Einsatz. Für das zentrale Sicherheitsmanagement ist die vielseitige und weltweit erprobte sichere Kleinsteuerung PNOZmulti von Pilz verantwortlich. Die konfigurierbaren sicheren Kleinsteuerungen der PNOZmulti-Reihe erfüllen maximale Sicherheitsanforderungen bis zu PL e und SIL CL 3 und überwachen zahlreiche Sicherheitsfunktionen. Neben leistungsfähigen Sicherheitskomponenten und einem breiten Dienstleistungsangebot sprachen weitere Punkte für Pilz: »Der einfach anwendbare PNOZmulti Configurator und das Verifikationstool Pascal haben uns bei der Umsetzung enorm unterstützt und die Abläufe leichter gemacht«, betont Laidig.

Einfaches Einkoppeln

Die einfache Einkopplungsmöglichkeit nicht sicherer Signale über CANopen, die Möglichkeiten der einfachen dezentralen Datenerfassung über PDP67-Module, die nach Bedarf flexiblen Einsatz- und Erweiterungsmöglichkeiten und die Realisierbarkeit unterschiedlicher Strukturen (Stern, Linie, Baum) sprechen für PNOZmulti. »Egal in welches Land wir ausliefern und gleichgültig wie viele Haltestellen auf der Strecke liegen – mit PNOZmulti und seinem flexiblen, modularen und übertragbaren Aufbau steht die Sicherheitsarchitektur bereits in Grundzügen. Eine projektspezifische Applikation ist sehr schnell und einfach möglich, sodass der Outdoorlift in kürzester Zeit betriebsbereit ist«, fasst Laidig zusammen. Um die anhaltende Nachfrage bedienen zu können, ist man bei L-Tec aktuell dabei, Prozesse weiter zu optimieren. Als Partner für Automatisierung und Sicherheit wird Pilz dabei auch in Zukunft mit in der Kabine sein.

Erschienen in Ausgabe: 07/2017

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