Automatisierungssystem bewährt sich in der Praxis

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1 Automatisierungssystem bewährt sich in der Praxis PSS 4000 von Pilz steuert und überwacht Sesselbahn Das kleine schweizerische Skigebiet Ovronnaz am Eingang des Wallis wartet mit einer Neuheit auf rechtzeitig zur Skisaison wurde dort von der Téléovronnaz SA eine neue 4er- Sesselbahn eingeweiht. Projektiert und gebaut wurde die Sesselbahn von der Garaventa AG in Goldau. Die Frey AG Stans war als Unterlieferant für die gesamte elektrische Ausrüstung zuständig. Die Skifahrer werden sich über diesen Zugewinn an Komfort sicherlich freuen. Dass sie während ihrer Bergfahrt praktisch Premierengäste sind, ahnen sie natürlich nicht: die Bougnonne Sesselbahn ist das allererste Projekt, in dem das neue Automatisierungssystem PSS 4000 zum Einsatz kommt. Auch für die Frey AG in Stans, Spezialist in Sachen Steuerungstechnik und Antriebe für Seilbahnen und verantwortlich für die komplette elektrische Ausrüstung, war dies der Beginn einer neuen Ära. Denn mit der Inbetriebnahme der Sesselbahn im November 2009 ging auch erstmals nach den bislang eingesetzten PSS Steuerungssystemen der 3000er Generation das neue Automatisierungssystem PSS 4000 an den Start. Frühzeitig neue Technologien einzusetzen, die einen klaren Nutzen bieten, sehen wir als Chance, sich am Markt zu differenzieren, so Hansruedi Schleiss, Geschäftsführer von Frey AG. Die Bougnonne Sesselbahn ging im November letzten Jahres in Betrieb und ersetzt den bislang an diesem Hang seit 1969 betriebenen Schlepplift. Seite 1 von 7

2 Flexibilität überzeugt Das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz stieß bei Frey AG bereits in seinen Grundzügen auf Interesse. Eigenschaften wie die Ethernet-basierte Kommunikation konnten überzeugten: Denn so lassen sich Daten auf einfache Art über verschiedene Medien transportieren, seien es die klassischen Kupferkabel, Glasfaser oder DSL. Dies ist essentiell für größere Applikationen, wie sie eine Seil- oder Sesselbahn darstellt, da sich so auch ausgedehnte Anlagen sicher vernetzen lassen. Für die Frey AG waren auch der modulare Aufbau und die mit diesem in Zusammenhang stehende feine Granularität ein weiterer Vorteil. Mit zwei Ausgängen und vier Eingängen pro Scheibe lassen sich die Module den Anforderungen exakt anpassen. Hinzu kommt, dass sichere Analogeingänge auch für die Remote-I/O-Module zur Verfügung stehen und hier nicht nur für Steuerungsmodule. Ein Vorteil, der auch Kosten sparen hilft. Schließlich war für die Entscheidung des Schweizer Seilbahnspezialisten, PSS 4000 einzusetzen, auch die effiziente Handhabung des neuen Automatisierungssystems ausschlaggebend. Vertrauen als Basis Wer lässt sich schon gerne auf etwas Neues ein, wenn das Altbewährte zuverlässig seinen Dienst tut? Auf ein völlig neues und damit in der Praxis noch nicht erprobtes System zu setzen, erfordert Mut und sicher auch eine gewisse Risikobereitschaft. Wer sich jedoch wie die Frey AG das Ziel setzt, die Sicherheit von Seilbahnen zu revolutionieren, der ist auch bereit, vertraute Pfade zu verlassen. Seit der Gründung Mitte der 60er Jahre hat das Unternehmen die Steuerungs- und Antriebstechnik für mehr als 1000 Seilbahnen in allen Teilen der Welt ausgeführt. Seit 1998, und damit den Anfängen der Steuerungssysteme PSS 3000, ist Pilz als Lieferant mit im Boot, sprich in der Gondel. Eine langjährige Partnerschaft, die es auch ermöglicht, zukünftige Seite 2 von 7

3 Entwicklungen frühzeitig anzusprechen. Im Jahr 2006 umriss Pilz bei Frey AG das geplante neue Automatisierungssystem in seinen Grundzügen. Verschiedene Eigenschaften des Systems wie Ethernet-basiert, modular, fein skalierbar und effiziente Handhabung stießen sofort auf offene Ohren. Mitte 2008 wurde die Realisierung einer konkreten Anwendung mit PSS 4000 entschieden, Das war ein sehr großer Vertrauensbeweis für uns, so Hansruedi Born, Geschäftsführer Pilz Schweiz. Im nächsten Schritt erfolgte durch Pilz der sorgfältige Abgleich zwischen den Anforderungen von Frey AG einerseits und andererseits den Möglichkeiten, diese mit PSS 4000 zu realisieren. Hierbei haben uns die Ingenieure von Pilz immer ganz offen gesagt, was möglich ist und was nicht, erläutert Beat Zimmermann, bei Frey AG verantwortlich für die Software- Entwicklung. Diese Ehrlichkeit hat uns dann das notwendige Vertrauen gegeben, ohne Netz und doppelten Boden auf das Automatisierungssystem zu setzen. Punktlandung für die Inbetriebnahme Im August 2009 war PSS 4000 für das Projekt gesetzt, oberstes Ziel war jetzt die fristgerechte Inbetriebnahme der Sesselbahn. Mit dieser Vorgabe vor Augen arbeiteten alle am Projekt Beteiligten Hand in Hand. Die Ingenieure von Frey AG gaben Steuerungskonzept und -struktur vor, Pilz übertrug das Anwenderprogramm einer Standardsteuerung und der PSS 3000 auf die neue Tool-Plattform PAS4000 und nahm entsprechende Anpassungen vor. Bereits im September erfolgte eine Vorinbetriebnahme bei der Frey AG, wo der Betrieb einer Seilbahn simuliert wurde. Die Steuerungsmodule wurden im Schaltschrank montiert und ihre Funktion bis ins letzte Bit der Programmierung geprüft. Ein intensiver Test, der zur Zufriedenheit aller erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Im Anschluss wurde die gesamte Seite 3 von 7

4 Ausrüstung direkt auf die Baustelle nach Ovronnaz transportiert und dort in der m hoch gelegenen neuen Anlage eingebaut. Im Schaltschrank befinden sich eine Steuerung PSSuniversal PLC sowie mehrere PSSuniversal I/O-Module. Die Steuerung kommuniziert über das Echtzeit-Ethernet SafetyNET p via Lichtwellenleiter mit den I/O-Modulen im Schaltschrank der Bergstation auf m Höhe. Auch am Projektort wurden alle weiteren Testläufe ohne Probleme absolviert. In der Zwischenzeit bekam PSS 4000 auch die Zulassung des TÜV. So war im Projekt auch die letzte Hürde genommen, das schweizerische Bundesamt für Verkehr nahm die Sesselbahn termingerecht ab und zusammen mit der Betreibergesellschaft Téléovronnaz SA am dann in Betrieb. Alle Anstrengungen haben sich schließlich gelohnt. Wir sind sehr stolz, dass hier in der Schweiz das erste Projekt mit PSS 4000 realisiert wurde, freut sich Hansruedi Born. Ein System für alle Automatisierungslösungen Das Automatisierungssystem bietet eine Lösung für alle Aufgaben der Maschinensteuerung und der Sicherheitstechnik sowie für die Bereiche Diagnose und Visualisierung. Ziel ist es, die Vorteile einer dezentralen Steuerungsstruktur zu nutzen, ohne die damit normalerweise einhergehende zunehmende Komplexität und Schnittstellen-Problematik in Kauf nehmen zu müssen. Durch die Dezentralisierung lässt sich wenn identische Steuerungsprogramme und -teilfunktionen verwendet werden sollen ein höherer Grad an Wiederverwendbarkeit erreichen und sich der Grad der Standardisierung erhöhen. Dies wiederum erlaubt einen modularen Aufbau von Maschinenelementen, so dass gleiche Teile mit geringem Aufwand wiederverwendet werden können. Die Vorteile zeigen sich in einer höheren Verfügbarkeit durch lokale Fehlerreaktionen sowie einer höheren Produktivität infolge kürzerer Reaktionszeiten des Gesamtsystems. Seite 4 von 7

5 Dabei spielt die Software-Plattform PAS4000 eine zentrale Rolle. Denn sie ermöglicht es, auf dezentrale, verteilte Steuerungsstrukturen eine zentrale Sichtweise beizubehalten. Die Tools der Software-Plattform PAS4000 für alle Aufgaben der Programmierung und Parametrierung sind mit einheitlichen Datenund Benutzerschnittstellen aufeinander abgestimmt. Das erleichtert nicht nur den Ein- oder Umstieg auf PSS 4000, sondern vermeidet auch Mehrfacheingaben und minimiert Fehlerquellen, wie sie mit der manuellen Pflege von Daten einhergehen. Mit Blick auf die Hardware stehen für PSS 4000 Kopfmodule in verschiedenen Leistungsklassen zur Verfügung, sowohl für alle Sicherheits- wie auch für Standardsteuerungsfunktionen. Die Vernetzung erfolgt über das Realtime-Ethernet SafetyNET p. Komponentenmodel und Parametrierung Auf Seite der Software war die Hardware unabhängige Programmierung ein wichtiger Aspekt. Mit der dazugehörigen Software-Plattform PAS4000 lassen sich Standard- Steuerungsfunktionen und erstmals auch Sicherheitsfunktionen vollständig symbolisch erstellen und verwalten. Erst dann, in einem späteren Schritt, werden die E/A-Signale den Programmvariablen zugeordnet. Die Vorteile bestehen zum einen in einer höheren Wiederverwendbarkeit der Programme und zum anderen in einer größtmöglichen Flexibilität bei der Realisierung einer Applikation. Das macht sich sowohl bei der Inbetriebnahme als auch bei späteren Änderungen positiv bemerkbar, da es keine Verdrahtung zu ändern gilt. Zudem lassen sich Funktionen und Steuerungsintelligenz sehr einfach der Hardware zuordnen. Spätere Änderungen sind jederzeit möglich ohne dass dadurch Sicherheitsfunktionen noch einmal neu eingerichtet werden müssen oder die Programm-Prüfsummen (CRCs) sich verändern würden. Seite 5 von 7

6 Die komponentenorientierte Programmierung ist bei PAS4000 ein zentraler Aspekt. In einer beliebig erweiterbaren Bibliothek stehen geprüfte Software-Bausteine für gängige Funktionen zur Verfügung. Neu ist, dass diese Bibliothek durch eigene Komponenten erweitert werden kann. Damit ist es möglich, in Software-Bausteinen die Funktion einer mechanischen Komponente abzubilden, wie z. B. die hydraulischen Bremsen oder die Antriebseinheit. Eine Sesselbahn lässt sich so in einzelne Module zerlegen. In Abhängigkeit von der mechanischen Ausführung der Anlage lassen sich dann aus dem Komponenten- Baukasten alle benötigten Funktionen mit wenig Aufwand zusammenstellen. Der Nutzen zeigt sich in einer hohen Wiederverwendbarkeit von einmal definierten Funktionen und in einem geringen Aufwand bei Programmierung und Engineering. Einen weiteren Vorteil bietet die Parametrierung der Software- Bausteine, wobei auch eigene Parameter definiert werden können. Sesselbahn mit nur einem Steuerungssystem Die Sessel der Bougnonne Bahn sind fest an das Seil gekuppelt. Auf 730 m Länge überwindet die Bahn einen Höhenunterschied von 254 m. Die Geschwindigkeit beträgt bis zu 2,5 m/s, nach ca. 5 min ist die Bergstation erreicht. Befördert werden bis zu Skifahrer pro Stunde. An der Antriebsstation der Bougnonne Sesselbahn auf m Höhe erleichtert ein Förderband den Einstieg, welches die darauf stehenden Skifahrer beschleunigt. Im Schaltschrank befinden sich eine Steuerung PSSuniversal PLC sowie mehrere PSSuniversal I/O-Module. Die Steuerung kommuniziert über das Echtzeit-Ethernet SafetyNET p via Lichtwellenleiter mit den I/O-Modulen im Schaltschrank der Bergstation auf m Höhe. Um den sicheren Betrieb der Walliser Sesselbahn zu gewährleisten, überwacht das Automatisierungssystem u. a. Not- Halt-Kreise, Geschwindigkeit, Sicherheits- und Betriebsbremse Seite 6 von 7

7 sowie die Spannkraft des Seils. Aber auch alle Standardsteuerungsfunktionen vom Hauptantrieb über das Einstiegsförderband bis hin zur Spannung des Seils übernimmt PSS Hinzu kommt die Steuerung und Regelung der Bremsen. So steuert und überwacht PSS 4000 die komplette Anlage. Die Verzahnung von Sicherheit und Standard in einem einheitlichen Steuerungssystem war für uns ein wichtiges Kriterium zur Vereinfachung der gesamten Struktur. So konnten wir mit PSS 4000 die Funktionen von zuvor mehreren Steuerungen auf eine konzentrieren und damit die Schnittstellenproblematik deutlich reduzieren, erläutert Patrick Chabloz, Bereichsleiter Technik bei der Frey AG. Mit PSS 4000 lassen sich Automatisierungsaufgaben für die Bereiche Sicherheit und Standard gerade auch mit anspruchsvollen Anforderungen an die Sicherheitstechnik wie der Bougnonne Sesselbahn optimal realisieren. Zeichen: Abbildungen: Abb. 1 (Pilz GmbH & Co. KG) Mit dem neuen Automatisierungssystem PSS 4000 bietet Pilz eine Lösung für alle Aufgaben der Automatisierung an: von der Maschinensteuerung über die Sicherheitstechnik bis hin zu Motion einschließlich Diagnose und Visualisierung. Abb. 2 (Garaventa AG) Eingesetzt für die Bougnonne Sesselbahn hat PSS 4000 seine Praxistauglichkeit unter Beweis gestellt. Abb. 3 () Die PSS 4000 Module übernehmen alle Sicherheits- und Steuerungsfunktionen der Sesselbahn Seite 7 von 7