Erklärung von der Simatic- und Sibas 16 Steuerung

Ich kann was zu Sibas 16 und Simatic beitragen.

Die SIbas 16 ist ein Antriebssteuergerät welches Modular aufgebaut ist und nach Ansprüchen des Kunden konfigurierbar ist. Das ganze Arbeitet ähnlich wie eine SPS. Das Gerät erhält Daten, wie beispielsweise Drehimpulse von den Achsen (oder Geschwindigkeit), Motor-Ist-Ströme, Sollwertvorgabe des Fahrers usw. und errechnet daraus Fortschaltströme der Fahrmotore usw.

Simatic ist eine SPS. Beispielsweise Simatic S5 oder S7.

Zur Erklärung SPS...

SPS steht für Speicherprogrammierbare Steuerung. Die GEräte arbeiten nach dem sog. EVA Prinzip.

Eingabe, Beispiel: Taster, Schalter, Analogwerte

Verarbeitung: Programmierung was wie und wann passieren soll

Ausgabe: Ansteuerung von Schützen und Relais

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Ich denke das beim GT8S (und vllt auch bei der Kölner 3100er Serie) Simtaic eher der Überbegriff ist und auf eine Elektrische Steuerung von Siemens hinweisen soll.

Das Wagensteuergerät welches sich nämlich im GT8S zu beginn befand, findet man auch in späteren B-Wagenserien wieder, obwohl hier beispielsweise nicht von "Simatic" die Sprache ist.

Na dann will ich mal

Vorweg ein Auszug aus dem Fahrzeugprospekt:

Folgende Komponenten sind für die Simatic-Steuerung erforderlich:

1.) Umschalthebel und Sollwertgeber

2.) Zugsteuergerät

3.) Wagensteuergerät

4.) Fahr- und Bremsschütze, Motoren, Widerstände (und ein Stromabnehmer)

5.) Winkelschrittgeber an einem ungebremsten Laufgestell (tatsächliche Ist-Geschwindigkeit)

6.) Ein Winkelschrittgeber pro Triebdrehgestell (Motorgeschwindigkeit)

7.) Zwei Motorstromwandler ("Shunt-Wandler")

Wie funktionierts nun?

Durch die Betätigung des Umschalthebels aus "0" heraus in V, * oder R wird das Zugsteuergerät eingeschaltet und gleichzeitig die Richtungsschütze und die Gruppierungsschütze im Schaltwerk betätigt (Wir setzen voraus, dass der Motorgruppenschalter auf Motor I + Motor II in Grundstellung steht). Durch die angezogenen Richtungsschütze wird das Wagensteuergerät eingeschaltet.

Im gesteuerten Zug wird über die per Kupplung betätigten Richtungsschütze ebenfalls das Wagensteuergerät eingeschaltet. Das Zugsteuergerät ist immer nur im direkt aufgerüsteten Wagen eingeschaltet und niemals im geführten Fahrzeug.

Die Gruppierungsschütze entscheiden über die Fahrtrichtung und ob die Motoren in Serie oder Parallel geschaltet werden. Die Anfahrt erfolgt immer in der Serienschaltung. Der jetzige Zwischenstand ist nur durch den Umschalthebel:

Wird jetzt der Sollwertgeber über die Nullposition hinausbewegt, dann

• wird per Nockenschalter festgestellt, ob in Fahren, Bremse oder Gefahrenbremsung
• wird festgestellt, ob die Kriterien zur Aufhebung der Anfahrsperre gegeben sind
• wird über ein Potentiometer ein Analoger Spannungswert zwischen +10V (fahren max), 0V (neutral) und -10V (Bremsen max.) erzeugt.

Die Informationen zu den Kriterien der Anfahrsperre gehen direkt an das Wagensteuergerät, die Informationen Fahren/Bremsen/Gefahrenbremsung werden über Sammelschienen im gesamten Zugverband verteilt. Der Analoge Spannungswert geht direkt an das Zugsteuergerät.

Das Zugsteuergerät generiert aus dem Analogen Spannungswert ein 60V-PBM-Signal (Pulsbreitenmodulation, (auch Pulsweitenmodulation)) welches über die Zugsammelschiene im gesamten Zugverband an jedes Wagensteuergerät übertragen wird. Dadurch, dass die Pulsbreite entscheidend ist, erhalten alle Wagensteuergeräte die gleiche Information, auch wenn im 4. Wagen vielleicht nur noch 53V des 60V Signals ankommen.

Jedes Wagensteuergerät im Zugverband verarbeitet nun für sich die ersten Eingaben, die es erhält:

• PBM-Signal 60V
• Kriterien zur Aufhebung der Anfahrsperre
• Zugsammelleitung Fahren/Bremsen/Gefahrenbremsung

Es berechnet daraus die zu erreichende Beschleunigung bzw. Verzögerung und schaltet die Schaltstufen entsprechend. Ist das Ende der Serienfahrstufen erreicht, schaltet das Wagensteuergerät von der Serien- in die Parallelschaltung, sofern die weiteren Kriterien für diese Aktion erfüllt sind.

Wichtig ist hier: Sämtliche Berechnungen erfolgen vollständig ohne CPU aber dafür mit Reglerbausteinen. Das erkennt man gut an den Komponenten des Wagensteuergeräts:

• Spannungswandler 24V/24V und 24V/5V
• Serien- und Schaltregler
• Spannungsüberwachung
• Erfassung Achsdrehschwingungen
• Gleit- und Schleuderschutz
• Ruckerfassung
• Radreifenabgleich
• 2x Differenzgatter
• Frequenzauswahl
• 3x 24V Leistungsstufen (schalten z.B. Schütze)
• Fahr- und Bremsregister
• Verarbeitung Fahr- und Bremsbefehle
• Bremsstromüberwachung
• Gewichtserfassung (inzwischen ausgebaut)
• Stromregler und Stromauswertung
• Stromsollwerte und Zeitstufen
• drei Eingangsstufen (Zugsteuerung, Analogsignale, Digitalsignale)

Während der gesamten Fahrt werden vom Wagensteuergerät die Drehung der Räder und die Motorströme kontinuierlich erfasst und überwacht. Wenn etwas nicht passt wird entsprechend im schlimmstenfall mit einer Ersatzbremsung reagiert.

End of Vortrag ;D