Referentie 26 maart 2021
Zonder interferentie naar een efficiënte rangeerlocomotief

Dieselaangedreven rangeerlocomotieven zijn onmisbaar in het Duitse goederenverkeer. Om de leeglooptijden van de rangeerlocomotieven terug te dringen - die in enkele gevallen op kunnen lopen tot wel 60 procent - heeft het technologieconcern Voith een intelligent automatisch Stop/Start-systeem ontwikkeld. Het bijzondere hierbij: het "OnEfficiency.StopStart"-systeem kan ook achteraf geïnstalleerd en onafhankelijk van de fabrikant aan verschillende series aangepast worden. Beheerders van locomotiefvloten besparen hierdoor op jaarbasis gemiddeld 11.000 liter brandstof en stoten 30 ton CO₂ minder uit - per voertuig. De afwezigheid van interferentie met de veiligheidsfuncties en zodoende de bescherming van de locomotieven wordt in technisch opzicht opgelost door het gebruik van relais- en optocouplermodules van WAGO.

Wie zich een rijdende trein voorstelt, zal in de meeste gevallen ook aan de bovenleiding denken. Waar rails liggen, drukken bovenleidingsystemen hun stempel op het landschap – zou men althans denken. De feiten laten echter een ander beeld zien: slechts 60 procent van het Duitse spoorwegnet is geëlektrificeerd, om nog maar te zwijgen over het goederenvervoer. Met name in rangeerstations zijn bovenleidingen een uitzonderlijke verschijning en staat de verbrandingsmotor nog steeds hoog aangeschreven.

Hogere efficiëntie in het goederenverkeer – met interface-elektronica en automatiseringstechniek van WAGO:

Relais- en optocouplermodules voorkomen interferentie met veiligheidsfuncties.
Compacte, modulaire oplossing voor schakelkasten zonder klimaatregeling
De normconform techniek is bestand tegen mechanische belastingen en extreme omgevingstemperaturen.

Wij werken al sinds jaren nauw en in vertrouwen samen met WAGO en kennen het bedrijf, de producten en de services. En we weten dat we op WAGO kunnen rekenen.

Jan Bock, ingenieur voor de automatiseringstechniek bij Voith

Hoge leegloop door lange stilstand- en wachttijden

"Twee derde stand- en wachttijden, een derde bedrijfstijd – dat is het normale gebruiksprofiel van een dieselaangedreven rangeerlocomotief", aldus Sebastian Günther, systeem- en projectingenieur bij Voith. Om de hoge leeglooptijden terug te dringen, heeft Voith een automatisch Stop/Start-systeem ontwikkeld. De bijzonderheid: OnEfficiency.StopStart kan achteraf worden geïnstalleerd en is daarom ook interessant voor alle railvoertuigen die al enkele decennia in gebruik zijn. In tegenstelling tot de uitschakelsystemen van andere fabrikanten is dit Stop/Start-systeem onafhankelijk van de fabrikant en breed en veelzijdig in verschillende series toepasbaar.

Achteraf installeren zonder interferentie

"Een vraag die bij onze klanten centraal staat, is in welke mate onze oplossing interfereert met het voertuig of met de voertuigbesturing", aldus Günther. Bij "OnEfficiency.StopStart" wordt dit belangrijke veiligheidsaspect in technisch opzicht opgelost met interface-elektronica van WAGO. Aan ingangszijde worden de geregistreerde digitale signalen van de locomotief – in het bijzonder de signalen van de rijschakelaar – via optocouplermodules naar het I/O SYSTEM 750 XTR geleid. Analoge signalen zoals het motortoerental en de koelwatertemperatuur zijn rechtstreeks via de differentiaalingangen aangesloten. Aan de uitgangen van de automatisering, die eveneens van WAGO afkomstig is, onderbreken relaismodules de aanwezige kabeltrajecten voor de motoruitschakeling.
De galvanische scheiding van besturings- en belastingscircuits voorkomt op betrouwbare wijze iedere vorm van interferentie met de bestaande voertuigsystemen. "Op deze wijze voorkomen we interferentie met de veiligheidsfuncties, onze oplossing werkt dus autonoom. Zelfs een stroomuitval zou geen effect op de werking en de beschikbaarheid van de locomotief hebben", benadrukt Jan Bock, ingenieur bij Voith en verantwoordelijk voor de automatiseringstechniek.

Met onze oplossing vullen wij een gat in de markt, en leveren tegelijkertijd een bijdrage aan de bescherming van het klimaat.

Sebastian Günther, systeem- en projectingenieur bij Voith

Relais- en optocouplermodules die aan de eisen in de spoorwegsector voldoen

Dat relais- en optocouplermodules van de series 788 en 859 van WAGO in de compacte schakelkast van het automatische Stop/Start-systeem "OnEfficiency.StopStart" van Voith zijn terechtgekomen, heeft meerdere redenen. De belangrijkste reden is dat de interfacecomponenten van WAGO voldoen aan de strenge eisen in de spoorwegsector, die onder andere zijn vastgelegd in de normen DIN EN 50155, DIN EN 50121-3-2, DIN EN 45545 en DIN EN 61373 en die verder gaan dan de gebruikelijke eisen van de industrie. Trillingen, schommelingen en schokken zijn een heuse uitdaging bij spoorwegtoepassingen – voor de producten van WAGO vormen deze uitdagingen dankzij de beproefde veeraansluittechniek echter geen enkel probleem.
Naast de mechanische belastingen is ook de omgevingstemperatuur een kritische factor, met name in schakelkasten zonder klimaatregeling zoals bij het automatische Stop/Start-systeem van Voith. Met een toegestaan temperatuurbereik van -40 °C tot +70 °C zijn de relais- en optocouplermodules van WAGO ook zonder extra koeling en verwarming veelzijdig inzetbaar. "Wij werken al sinds jaren nauw en in vertrouwen samen met WAGO en kennen het bedrijf, de producten en de services. En we weten dat we op WAGO kunnen rekenen", vult technisch expert Bock lovend aan.

Balans tussen besparing en bescherming van de locomotief

Ervaring op het gebied van automatische Stop/Start-systemen heeft Voith al meer dan tien jaar. "Bij het ontwikkelen van "OnEfficiency.StopStart" wilden we niet "gewoon" een of andere logica ontwikkelen. We hebben heel goed nagedacht over de geschiktheid in de praktijk, de efficiëntie en een duurzaam bedrijf", zeggen Günther en Bock eensluidend.
Het doel was een perfecte balans tussen besparing en bescherming van de locomotief, hetgeen zijn neerslag vond in een intelligent werkingsprincipe: als aan alle uitschakelvoorwaarden is voldaan, en zodoende gegarandeerd is dat binnen afzienbare tijd geen vermogen benodigd is, start eerst een verplichte wachttijd. Na afloop van deze instelbare tijd gaat in de cabine van de machinist een drukknop branden. Hoe lang de drukknop knippert en de waarschuwing actief is, kan eveneens individueel ingesteld worden. De machinist kan het automatische uitschakelsysteem in dit geval handmatig onderdrukken, bijvoorbeeld omdat de machinist weet dat de rit weldra kan worden voortgezet. Reageert de machinist niet, wordt de motor uitgeschakeld.

Wij werken al sinds jaren nauw en in vertrouwen samen met WAGO en kennen het bedrijf, de producten en de services. En we weten dat we op WAGO kunnen rekenen.

Jan Bock, ingenieur voor de automatiseringstechniek bij Voith

720 uren minder leegloop, 20.000 euro besparing

"Het meertraps werkingsprincipe van "OnEfficiency.StopStart" voorkomt een onnodige belasting van de dieselmotor en van de transmissie", verzekert Sebastian Günther. Dit betekent dat kortstondige uitschakelingen en een hieruit voortvloeiend intermitterend bedrijf net zo goed worden vermeden als koude starts en diepe ontladingen van de accu. In de stopmodus blijven zowel het voertuig als de hulpaggregaten stand-by – zelfs bij de draadloze bediening op afstand kan de locomotief binnen drie tot vijf seconden opnieuw in gang worden gezet.

De positieve effecten van het automatische Start/Stop-systeem op het milieu en de bedrijfskosten zijn echter aanzienlijk. Reeds bij een voorzichtige schatting van de stand- en wachttijden van een normale rangeerlocomotief van 60 procent – in de praktijk is het percentage over het algemeen hoger – resulteert dit per jaar in 720 uren minder leeglooptijd. Het indrukwekkende resultaat: ruim 11.000 liter minder diesel, ongeveer 20.000 euro minder brandstof- en onderhoudskosten en een 30.000 kilogram lagere CO₂-uitstoot. Met deze waarden is "OnEfficiency.StopStart" voor de exploitanten al in minder dan twee jaar rendabel. "Wij vullen met onze oplossing een gat in de markt, en leveren tegelijkertijd een bijdrage aan de bescherming van het klimaat", licht ingenieur Günther afsluitend toe: "Op weg naar een efficiëntere rangeerlocomotief is WAGO een betrouwbare partner. Aan de producten en de services is duidelijk te merken dat het bedrijf al decennialang in de spoorwegindustrie is verankerd."

Tekst: Kilian Fröhlich, WAGO

Interview

"Wij wilden niet "gewoon" een eenvoudige motoruitschakeling ontwikkelen!"

Een automatisch Stop/Start-systeem maakt bij auto's inmiddels deel uit van het standaardpakket. Na drie jaar ontwikkelingswerk schopt het technologiebedrijf Voith het met zijn "OnEfficiency.StopStart" nu zelfs tot in de rangeerlocomotieven – met een echte meerwaarde voor het beheer van locomotiefvloten. De kern van de oplossing: het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR. Sebastian Günther, systeem- en projectingenieur bij Voith, spreekt over de achtergronden, de uitdagingen en de technische vereisten.

Meneer Günther, bij moderne auto's is het inmiddels standaard dat de motor bij een rood stoplicht uitgaat. Waarom zijn automatische Stop/Start-systemen nog niet zo gebruikelijk in de spoorwegindustrie?

In eerste instantie is dit te wijten aan het feit dat een niet onaanzienlijk deel van de dieselvloot op het Duitse spoor zeer oud is en zich in een ontwikkelingsstadium van ver vóór de jaren negentig bevindt. Vroeger was dergelijke techniek niet zo eenvoudig verkrijgbaar. Bovendien is de bedrijfsgereedheid van de locomotieven in de spoorwegsector van cruciaal belang. Veel exploitanten zijn bezorgd dat een automatisch Start/Stop-systeem ertoe leidt dat de dieselmotor constant uitgeschakeld en kort daarna weer ingeschakeld wordt – met mogelijke schade als gevolg. Juist dit gedrag kunnen wij met ons systeem dankzij de bewaking van tal van parameters voorkomen.

De markt is "OnEfficiency.StopStart" dus gunstig gezind?

Absoluut! Ons automatische Stop/Start-systeem heeft twee essentiële voordelen: enerzijds is de installatie achteraf mogelijk, zodat het systeem ook interessant is voor alle dieselaangedreven rangeerlocomotieven die al sinds jaar en dag onderweg zijn. Anderzijds kan "OnEfficiency.StopStart" onafhankelijk van de fabrikant worden gebruikt.

De gestelde eisen zijn divers – en een echte uitdaging. Onze keuze viel [...] vrij snel op het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR.

Welke eisen stelt uw automatisch Start/Stop-systeem aan de automatiseringstechniek?

De gestelde eisen zijn divers – en een echte uitdaging. Een I/O-systeem moet niet alleen vrij van interferentie zijn, hetgeen we door middel van relais- en optocouplermodules van WAGO realiseren, maar moet bovenal aan alle geldende spoorwegnormen voldoen. Anders gaat het niet. De keuze wordt hierdoor aanzienlijk ingeperkt. Bovendien is de schakelkast die wij gebruiken klein en niet geklimatiseerd. De automatisering moet daarom erg compact zijn en bestand zijn tegen sterke temperatuurschommelingen. Voor ons was een modulaire opbouw dan ook erg belangrijk om onze oplossing zonder problemen aan verschillende types locomotieven aan te kunnen passen. Onze keuze viel dan ook vrij snel op het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR.

En welke taken neemt het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR uiteindelijk voor zijn rekening?

Kortweg: de volledige besturing van het automatische Start/Stop-systeem. Alle ingaande en uitgaande signalen in onze schakelkast, dus zowel de analoge als de digitale signalen, worden via de modules van het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR geleid. Hiertoe behoren onder andere het motortoerental met 0 … 10 V evenals de remdruk en de koelwatertemperatuur met 4 … 20 mA. De CANopen-controller 750-838 neemt de gegevensverwerking over. In CODESYS V2.3 hebben we hiervoor met functiemodules alle noodzakelijke uitschakelvoorwaarden comfortabel weergegeven.

Het ontwikkelen en optimaliseren van "OnEfficiency.StopStart" heeft ongeveer drie jaar geduurd. Welke bijzondere eisen werden hierbij gesteld?

We wilden niet "gewoon" een eenvoudige motoruitschakeling ontwikkelen, dat hadden we ongetwijfeld ook sneller gekund. In plaats daarvan wilden we een echte meerwaarde bieden die verder gaat dan de eigenlijke Stop/Start-functie. Indien gewenst genereert ons systeem op basis van de geregistreerde bedrijfsgegevens specifieke besparingsrapporten. Beheerders van locomotiefvloten kunnen hierdoor bijvoorbeeld niet alleen zien wanneer de motor uit- en ingeschakeld werd, maar kunnen ook gedetailleerd bekijken waarom dit gebeurd is – of om welke reden de motor juist niet uit- en ingeschakeld werd. Op deze wijze kunnen niet alleen de leeglooptijden continu geoptimaliseerd worden, maar kan ook de technische status van de voertuigen met één druk op de knop bewaakt worden. De kern van deze oplossing is eveneens het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR.

Meneer Günther, hartelijk dank voor dit gesprek!

Bestellingen

Andere serviceaanbiedingen:

Spoorwegindustrie

Onderhoudsvrije verbindingen voor korte en lange afstanden hebben wij met de veerklemtechniek weten te realiseren. Nu bieden wij nog meer omvangrijke oplossingen.

Referentie 26 maart 2021 Zonder interferentie naar een efficiënte rangeerlocomotief

Hogere efficiëntie in het goederenverkeer – met interface-elektronica en automatiseringstechniek van WAGO:

Wij werken al sinds jaren nauw en in vertrouwen samen met WAGO en kennen het bedrijf, de producten en de services. En we weten dat we op WAGO kunnen rekenen.

Hoge leegloop door lange stilstand- en wachttijden

Achteraf installeren zonder interferentie

Met onze oplossing vullen wij een gat in de markt, en leveren tegelijkertijd een bijdrage aan de bescherming van het klimaat.

Relais- en optocouplermodules die aan de eisen in de spoorwegsector voldoen

Balans tussen besparing en bescherming van de locomotief

Wij werken al sinds jaren nauw en in vertrouwen samen met WAGO en kennen het bedrijf, de producten en de services. En we weten dat we op WAGO kunnen rekenen.

720 uren minder leegloop, 20.000 euro besparing

"Wij wilden niet "gewoon" een eenvoudige motoruitschakeling ontwikkelen!"

De gestelde eisen zijn divers – en een echte uitdaging. Onze keuze viel [...] vrij snel op het WAGO I/O-SYSTEM 750 XTR.

Bestellingen

Andere serviceaanbiedingen:

Spoorwegindustrie

Referentie 26 maart 2021
Zonder interferentie naar een efficiënte rangeerlocomotief