Montag, 11. August 2014

Für ein sicheres Auftreten

Die ersten Stellpulte, die wir für Walburg gebaut hatten, waren als Provisorien konzipiert, die nach einer Testphase durch vorbildliche Sicherungstechnik ersetzt werden sollte. Nach der FREMO-Jahrestagung in Schuttterwald im Mai 2011 haben wir grundsätzlich über die Elektrik und Stellwerks- bzw. Sicherungstechnik für den Bahnhof nachgedacht. Das war der sechste Einsatz von Walburg, auf dem gravierende elektrische Probleme den Handlungsbedarf verstärkt haben. Die Diskussionen haben sich auf zwei Bereiche fokussiert: 1. Elektrik einschließlich Antriebe von Weichen, Signalen und Gleissperren sowie die Verkabelung; 2. Stellwerkstechnik einschließlich Sicherungstechnik, die auf die Elektrik aufbaut.



1. Elektrik

Unter Beibehaltung der vorhandenen Antriebe – Tortoise-Motoren für Weichen und Servos für Signale (in Wattenscheider Signalschächten) und Gleissperren – wurde die gesamte Elektrik des Bahnhof überarbeitet und auf ein Bus-System umgebaut, das die umständliche und fehleranfällige Verkabelung und den separaten Anschluss jedes einzelnen Segmentkastens an die Stelltische ersetzt hat. Die Ansteuerung der Antriebe erfolgt digital über LocoNet. Unser „Bahnhofs-LocoNet“ ist nur für die Steuerung von Walburg zuständig, es bleibt autark und ohne Verbindung zum FREMO-LocoNet, das für die Steuerung von Fahrzeugen in die Gleise eingespeist wird. Die Vorteile des LocoNet bestehen für uns darin, dass es sehr einfach einzurichten ist, die Komponenten/Bauteile werden im FREMO überall eingesetzt und teilweise selbst entwickelt. Dazu gibt es einen großen Erfahrungsschatz im Kreis der FREMO-Mitglieder, auf den wir bei Problemen zurückgreifen können. Neben dem Bahnhofs-LocoNet ist eine durchgehende zweipolige Bus-Leitung für die elektrische Versorgung der Steuerlogik (Decoder-Platinen) eingebaut worden, die zugleich auch den Strom für alle Antriebe bereitstellt. Die bestehende Verkabelung der Gleise in zwei Booster-Abschnitten wurde beibehalten.

Unter sämtlichen Segmentkästen wurde eine durchgehende LocoNet-Leitung verlegt. An jedem Ende eines Kastens wurde eine LN-Verteilerplatine angebracht, wie wir sie auch in den LN-Boxen im FREMO verwenden (am unteren Rand auf dem Foto oben). Beim Aufbau des Bahnhofs verbinden kurze LN-Kabel diese Verteiler und stellen den internen Bus her. An die Verteilerplatinen werden sämtliche Decoder-Platinen innerhalb eines Segmentkastens angeschlossen. Wir verwenden dafür ausschließlich die Bausätze von Hans Deloof. Über LocoIO und Driver Module werden die Weichenantriebe angeschlossen, während über LocoServo die Signale und Gleissperren angesteuert werden. Die Servo-Platinen haben den Vorteil, dass sich hier zusätzlich mit einem Driver Modul vier Weichen ansteuern lassen, so dass mitunter eine Platine ausreicht, um sämtliche Antriebe in einem Segmentkasten anzusteuern. Die Programmierung der Bauteile erfolgt über einen USB-Locobuffer mit einem (Windows-) Laptop und der Software LocoHDL direkt am LocoNet.

Wesentliche Kriterien:

  • Minimierung der Verkabelung (Lötstellen, Kabellängen und Gewicht)
  • Separater Aufbau und Testmöglichkeit einzelner Segmentkästen durch Bussystem
  • Einfaches Einfügen und Abändern der Komponenten
  • Ansteuerung durch Vielzahl möglicher Eingabegeräte auf LocoNet-Basis

2. Stellwerkstechnik

Der Fahrbetrieb im FREMO wird üblicherweise mit einem Zeittakt von 1:5 oder 1:6 durchgeführt; die Uhr läuft also fünf- oder sechsmal so schnell wie in echt. In diesem Tempo lässt sich die Bedienung eines mechanischen Stellwerks mit Weichen-, Signal- und Fahrstraßenhebeln nicht durchführen. Selbst mit unserem provisorischen Kippschalter-Stellwerk waren wir oft zu langsam. Der analog verdrahtete Stelltisch mit Ablaufstraßen-Logik für den Rangierbereich hatte sich dagegen im Betrieb bewährt.

Die wichtigsten Vorgaben für die neue Stellwerkstechnik waren also: Gleisbildstelltische mit der Möglichkeit, Fahrstraßen über Start-Ziel-Tasten bei automatischem Einlaufen zu stellen und zu verschließen. Hinzu kam die Notwendigkeit, dass der Rangierbereich weiterhin über einen separaten Stelltisch (Wr) zu bedienen sein sollte. Auf die Abtrennung eines Wärterstellwerksbereiches Ww wie im Vorbild haben wir verzichtet, um Personal und Zeit beim Bedienen einzusparen.

Unsere Wahl fiel auf zwei Stelltische von SMF-Modelle (ehemals Erbert). Diese lehnen sich in Aussehen und Funktion an Stelltische des Typs Dr S2 an. Die Module der Tischfelder sind ebenfalls über einen LN-Bus miteinander verbunden, wodurch wir ein durchgehendes System verwenden können. Zudem lassen sich auch hier einzelne Komponenten beliebig einfügen und abändern. Ein besonderer Clou ist das Betreiben der zwei Stelltische für Wf und Wr. Auf Wf befindet sich das komplette Gleisbild des Bahnhofs, also auch des Rangierbereichs. Von hier kann der gesamte Bahnhof komplett gesteuert und auch getestet werden. Der Stelltisch Wr kann zusätzlich an unser Bahnhofs-LocoNet angeschlossen werden, um dann alle Weichen im Bereich Wr zu stellen. Wir haben darauf verzichtet, dass in diesem Falle die Weichen des Rangierbereichs auf dem Tisch von Wf nicht mehr gestellt werden können, denn in der Praxis ist es durchaus hilfreich, dass diese von „beiden Seiten“ gestellt werden können. Die Bus-Technik spielt hier ihre Vorteile aus.

Das System von SMF umfasst die wesentlichen Funktionen der Vorbildtechnik: grundsätzliche Zweitastenbedienung, Einzelbedienung von Weichen und Gleissperrsignalen, Fahrstraßenfestlegung (incl. Weicheneinlauf) mit Start-Ziel-Tasten, Tastensperre für festgelegte Weichen, Fahrstraßenausschluss, Auflösen von Fahrstraßen mittels Kontakten oder Fahrstraßenhilfstaste, zahlreiche Möglichkeiten der Rückmeldung durch Ausleuchten von Feldern und Melderlampen uvm. Für den Stelltisch Wr haben wir zusätzlich wieder Ablaufstraßen eingerichtet, bei der die Weichen für den Ablauf in ein bestimmtes Gleis automatisch einlaufen, aber nicht festgelegt werden – genauso wie beim Stellen einzelner Weichen, nur viel schneller.

Die Abläufe innerhalb der Stellwerkslogik können nicht nur durch die Tasten auf den Stelltischen, sondern auch über andere Befehle aus dem LocoNet angesteuert werden. So verwenden wir für die Auflösung der Fahrstraßen eingefahrener Züge Schlüsselschalter aus altbrauchbarem Vorbildmaterial (rechts neben dem Stelltisch hängend), und die Ausfahrten werden durch Gleiskontakte hinter den Ausfahrsignalen aufgelöst. Schlüsselschalter und Gleiskontakte sind ebenfalls über LocoIO von Deloof ans LocoNet angeschlossen.

Für die Programmierung und den Betrieb verwenden wir (noch) eine Intellibox von Uhlenbrock. Die Komponenten sind aufeinander abgestimmt und funktionieren bestens, theoretisch lässt das LocoNet-Protokoll auch andere Lösungen zu. Über zukünftige Entwicklungen werden wir zu gegebener Zeit berichten.

Das Einrichten der Stelltische ist nicht ganz trivial, da es noch keine Möglichkeit gibt, sie mit grafischer Oberfläche über einen Computer zu programmieren – allerdings ist das von SMF für die Zukunft geplant. Theoretisch ist zwar auch eine Programmierung allein über die Intellibox möglich, doch die Anschaffung des LocoNet-Tools von Uhlenbrock ist sehr empfehlenswert, um auf dem anzuschließenden Computer wenigstens alle Parameter der einzelnen Platinen (Weichen, Signale etc.) auf einen Blick in einer Tabelle zu sehen. Ralf Szcepan von SMF hat uns bei dem Umgang mit der Anleitung und der Einarbeitung in die Programmierung mit Rat und Tat unterstützt, dennoch ist eine genaue Planung und Dokumentation der eigenen Programmierschritte absolut notwendig.

Mit dieser Technik war Walburg bereits viermal im Einsatz. Einzelne Programmierfehler und Unzulänglichkeiten sind inzwischen getilgt, so dass das System problemlos läuft und auch von denjenigen Mitspielern im FREMO bedient werden kann, die sich mit den Grundsätzen der DrS-Technik auskennen. Doch für den nächsten Einsatz haben wir noch etwas Neues implementieren können: Auf dem FREMO-Herbsttreffen wird Walburg zum ersten Mal mit funktionierendem Streckenblock im Einsatz sein.

Beim FREMO-Betrieb gewinnt Streckenblock zunehmend an Bedeutung. Neben der zusätzlichen Sicherheit, vereinfacht er doch die Arbeit der Fahrdienstleiter, die weniger telefonieren müssen und automatische Rückmeldungen über Zugfahrten erhalten. Beim Vorbild-DrS gab es die Einbindung von Streckenblock in die Stelltische, so dass wir uns dem Wunsch „signalabhängiger“ FREMO-Mitglieder nicht verschließen konnten, dieses auch in Walburg umzusetzen. Bei SMF gibt es zwar Stelltischfelder für die Erlaubnisabgabe, aber natürlich keine Schnittstelle oder Anbindung an den FREMO-Streckenblock. Heiko Herholz vom „Eisenbahn-Betriebs- und Experimentierfeld“ (EBUeF) der TU Berlin war nicht nur federführend für die Konzeption der gesamten, hier beschriebenen Sicherungstechnik, sondern er hat für Walburg prototypische LocoNet-to-Block-Boxen entwickelt. Diese Boxen, sind sie einmal an das Bahnhofs-LocoNet angeschlossen, ermöglichen den Streckenblock für einzelne Strecken, die von Walburg ausgehen. Also je nachdem, ob wir im FREMO eine Streckblock-fähige Gegenstelle haben oder nicht, werden die Boxen angeschlossen und mit einer Blockleitung zum Nachbarbahnhof verbunden. Die Boxen greifen dann in die Steuerung des Stellwerks ein, um die Streckenblock-Logik (Erlaubnisabgabe, Vorblock, Streckenbelegung, Rückblock) abzubilden. Ohne die Boxen bleibt alles beim Alten.

Wesentliche Kriterien:

  • Vorbildgemäße Umsetzung von Stellwerks-/Sicherungstechnik
  • Basiert auf demselben Bus wie Steuerung von Antrieben und Meldern
  • Anschluss der Stelltische benötigt nur je ein LocoNet- und Stromkabel
  • Einfaches Einfügen und Abändern der Komponenten und Abläufe
  • Implementierung von Streckenblock bei Bedarf

Es sind zwar noch kleinere Arbeiten wie das Einbauen der Gleissperren sowie das Optimieren der Transportkisten für unsere Stelltische zu erledigen, doch die Erneuerung der Elektrik und eine ans Vorbild angelehnte Umsetzung der Sicherungstechnik ist jetzt im Wesentlichen abgeschlossen. Damit können wir uns jetzt der weiteren Ausgestaltung des Bahnhofs, der Landschaft und der Gleisanlage widmen.

Kommentare:

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Something I absolutely don't like is copying ideas or methods and publishing them somewhere else without reference. That's bad style but one hardly can do anything against ist …

Best wishes
lcu

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