DE102009057704A1

DE102009057704A1 - Stromversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb

Info

Publication number: DE102009057704A1
Application number: DE200910057704
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Temming
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-06-09
Also published as: WO2011067121A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb, die zur Verringerung des Verkabelungsaufwandes einen von einer im Wesentlichen kontinuierlich bestromten Kommunikationsleitung gespeisten Energiespeicher aufweist, dessen Speicherkapazität den Energiebedarf für mindestens einen Weichenumlauf deckt und dessen Aufladezeit maximal dem geringstmöglichen zeitlichen Abstand zwischen zwei Weichenumläufen entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb. Üblicherweise werden Weichenantriebe mit einem zentral, beispielsweise in einem Stellwerk, angeordneten Weichenstellteil angesteuert und überwacht. Der Weichenantrieb wird dabei bis zu einer Entfernung von 6,5 km über eine Vierdrahtschnittstelle betrieben. Für die Stromversorgung des Weichenantriebes mit 400 VAC sind drei oder Vier Adern vorgesehen. Eine Energiezufuhr über zwei Adern ist für die 400 VAC-Übertragung über mehrere Kilometer aufgrund hoher Leitungsverluste nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung für Weichenantriebe mit vereinfachter Leistungsübertragung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen von einer im Wesentlichen kontinuierlich bestromten Kommunikationsleitung gespeisten Energiespeicher gelöst, dessen Speicherkapazität den Energiebedarf für mindestens einen Weichenumlauf deckt und dessen Aufladezeit maximal dem geringstmöglichen zeitlichen Abstand zwischen zwei Weichenumläufen entspricht.
Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass der Weichenantrieb nicht kontinuierlich, sondern nur während des Weichenumlaufes, nämlich jeweils ca. 4 s bis 6 s, bestromt werden muss. Nur für diesen Zeitraum wird eine Leistung von z. B. 400 W benötigt. Die Zeit zwischen zwei Umläufen, die in der Regel 60 s übersteigt, wird zur Wiederaufladung des Energiespeichers benutzt.
Der kontinuierlich über die zweiadrige Kommunikationsleitung fließende Strom wird vorzugsweise in hochkapazitiven Kondensatoren mit mehreren 100 F, welche sich durch sehr geringe Auflade- und Entladezeiten auszeichnen, gespeichert. Die Kondensatoren, beispielsweise des Typs UltraCap, können mit DC-Wandler beschaltet werden, wodurch sich auf einfache Weise die für den Motor des Weichenantriebes erforderliche Spannung für die Umlaufzeit aus dem Energiespeicher bereitstellen lässt.
Einsparungspotenziale ergeben sich durch Verzicht auf Aderschlussprüfung und Erdschlussprüfung, die bei dieser Ansteuerung nicht mehr erforderlich sind. Außerdem ergibt sich eine erhebliche Reduzierung der Kabelkosten.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Kommunikationsleitung eine zentrale Kommunikationseinheit zur Steuerung und Überwachung mindestens eines Weichenantriebes mit dem Energiespeicher und mit einer dem Weichenantrieb zugeordneten Steuereinheit verbindet, wobei die Kommunikationseinheit als Master mit einem signaltechnisch sicheren Rechner und die Steuereinheit als Slave ausgebildet sind.
Eisenbahnsicherungsanlagen, beispielsweise Weichenantriebe, müssen üblicherweise Sicherungsanforderungen genügen, die in der Norm CENELEC EN50129 in Form von Sicherheitsstufen SIL0 – signaltechnisch nicht sicher – bis SIL4 – signaltechnisch hochgradig sicher – definiert sind. Die Kommunikationseinheit ist daher vorzugsweise mit einem SIL4-Rechner ausgestattet. Als zentrale Einheit befindet sich diese vorzugsweise in einem Stellwerk und ist in der Lage, als Master mehrere, beispielsweise acht, Weichenantriebe anzusteuern und zu überwachen. Die dem Weichenantrieb zugeordnete Steuereinheit kann hingegen als Slave ohne signaltechnisch sicheren Rechner ausgebildet sein. Ein sicherer Rechner ist slaveseitig entbehrlich, da der sichere Master-Rechner im Stellwerk mit mehreren Slaves kommuniziert, als wären diese Bestandteile des Masters.
Diese Dezentralisierung mit stellwerkseitiger SIL4-Kommunikationseinheit und weichenseitiger Steuereinheit ohne SIL4-Rechner erleichtert auch die Weichendiagnose, da der tatsächliche Weichenstrom signalgeberseitig ausgewertet werden kann. Darüber hinaus kann der weichenseitige Slave als Basis für ein zukunftsweisendes Weichenantriebskonzept dienen, welches insbesondere ohne mechanische Kontakte, mechanische Kupplungen sowie Getriebe auskommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm CENELEC EN50129 [0008]

Claims

Stromversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb, gekennzeichnet durch einen von einer im Wesentlichen kontinuierlich bestromten Kommunikationsleitung gespeisten Energiespeicher, dessen Speicherkapazität den Energiebedarf für mindestens einen Weichenumlauf deckt und dessen Aufladezeit maximal dem geringstmöglichen zeitlichen Abstand zwischen zwei Weichenumläufen entspricht.
Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsleitung eine zentrale Kommunikationseinheit zur Steuerung und Überwachung mindestens eines Weichenantriebes mit dem Energiespeicher und mit einer dem Weichenantrieb zugeordneten Steuereinheit verbindet, wobei die Kommunikationseinheit als Master mit einem signaltechnisch sicheren Rechner und die Steuereinheit als Slave ausgebildet sind.