Industrie-PC für Achszählsysteme: Effiziente Überwachung von Bahnstrecken

Anfänglich ausschließlich auf den österreichischen Markt fokussiert, hat sich die 1987 von Ingenieur Josef Frauscher gegründete Frauscher Sensortechnik GmbH schnell zum Global Player entwickelt. Das Kernprodukt der Anfangsjahre war ein berührungsloser induktiver Wegaufnehmer zur Erfassung des Abstandes zwischen Sensor und Dämpfungselement. Noch heute werden damit die Bewegungen vieler österreichischer Staumauern auf einen Hundertstel Millimeter genau gemessen. Bei Frauscher erkannte man das Potenzial der induktiven Sensortechnologie für Bahnanwendungen und bald kamen die Sensoren von Ingenieur Frauscher zur Positionsbestimmung von Weichenzungen zum Einsatz, was dem Unternehmen endgültig zum Durchbruch verhalf. Heute konzentriert man sich beim Technologieunternehmen ausschließlich auf Produkte für Bahnanwendungen und liefert Systeme bis nach Indien. Zudem unterhält Frauscher eigene Vertriebsniederlassungen in Großbritannien, Polen und im wichtigen Wachstumsmarkt China.

Achszählsysteme für unterschiedliche Bahnanwendungen
Neben der Sensortechnik zur Raddetektion sind heute Achszählsysteme zur Gleisfreimeldung zum wichtigsten Standbein des oberösterreichischen Unternehmens geworden. Die Funktionsweise der Achszählsysteme basiert auf dem Ein- und Auszählen von Achsen in definierten Gleis- oder Weichenabschnitten, beispielsweise zur Überwachung von Bahnübergängen. Diese sogenannten Freimeldeabschnitte werden jeweils am Anfang und am Ende durch einen Zählpunkt begrenzt. Wenn die Achse eines Schienenfahrzeuges den Zählpunkt am Anfang eines Freimeldeabschnitts überquert, erhöht das Achszählsystem den Zählerstand um eine Achse, bei der Überquerung des Zählpunktes am Ende des Freimeldeabschnitts durch die selbe Achse, wird der Zählerstand um eine Achse verringert. Entsprechend muss der Zählerstand eines Freimeldeabschnitts Null betragen, damit der Streckenabschnitt freigegeben wird.

Diese Technologie wird heute weltweit in Gleisfreimeldeanlagen eingesetzt und ersetzt durch ihre hohe Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit zunehmend die weitverbreitete Gleisstromkreissysteme. Stefan Raschhofer, Entwicklungsingenieur bei Frauscher, betont: «Unsere Achszählsysteme bieten hohe Zuverlässigkeit bei minimalen Life Cycle Costs.» Ausschlaggebend dafür sei neben der modernen Fertigung und der langjährigen Erfahrung von Frauscher vor allem der Umstand, dass die Kunden die modularen Systeme selbst konfigurieren, bedienen und warten könnten, so Raschhofer.

Neueste Achszählgeneration mit serieller Schnittstelle
Mit dem neuen FAdC (Frauscher Advanced Counter), der in der Bahnbranche bereits heute auf großes Echo stößt, präsentierte Frauscher kürzlich eine neue Generation von Achszählsystemen. FAdC ist eine kontinuierliche Weiterentwicklung des weltweit eingesetzten Achszählsystems ACS2000. Eine wesentliche Neuerung stellt die Implementierung eines Ethernet Interface dar, das die Relaisschnittstelle überflüssig macht und neben einer hohen Fehlersicherheit eine kompakte Bauweise erlaubt. Der FAdC besteht im Wesentlichen aus zwei Baugruppen, der Auswertebaugruppe (AEB), welche die Zählpunktauswertung sowie den Achszählalgorithmus beinhaltet, und der Kommunikationsbaugruppe (COM), welche die Anbindung von Software- und Hardware-Komponenten ermöglicht. Damit lässt sich der FAdC einfach an Kundensysteme anbinden.

Nachdem Frauscher sein neues System bereits letztes Jahr über mehrere Monate ausgiebig im dafür geschaffenen Testcenter der Österreichischen Bundesbahn auf der Strecke Passau–Wels getestet hat, steht das Pilotprojekt in Wales, Großbritannien kurz vor der Lancierung. Bei diesem Projekt wird nicht nur der neue FAdC eingesetzt, sondern auch erstmals eine dezentrale Architektur des Gesamtsystems realisiert – was durch die neue serielle Anbindung möglich wird. Dabei wird die Signaltechnik wie Weichenantriebe, Signale oder Achszählsysteme in Außenschränken entlang der Strecke positioniert anstatt wie bisher zentral in einem Stellwerkgebäude. Wie beim Vorgängersystem ACS2000 setzt Frauscher beim FAdC auf die Industrie-PC der Embedded-Computing-Spezialistin Syslogic. Den Industrie-PC der Serie Compact 4/F1 kommt die Steuerung des Diagnosesystems zu, das einerseits für die Entstörung und Prävention, andererseits für statistische Aufgaben zuständig ist. Alle verfügbaren Betriebs- und Statusdaten der Achszähler werden vom Industrie-PC gespeichert, ausgewertet und aufbereitet. Wird eine notwendige Wartungshandlung festgestellt oder liegen Störungen vor, erfolgt eine Alarmierung per E-Mail, SMS oder Machine-Machine-Interface zum übergeordneten System des Bahnbetreibers. Über den integrierten Webserver kann Unterstützung bei der Entstörung angefordert werden.

Syslogic Industrie-PC ideal für Off-Train-Anwendungen
Dass man sich bei Frauscher für Syslogic als Lieferanten entschieden hat, begründet Entwicklungsingenieur Raschhofer mit der langjährigen Erfahrung von Syslogic in der Bahnbranche sowie mit der Auslegung der Industrie-PC für den erweiterten Temperaturbereich. Syslogic, eine der wenigen Embedded-Computer-Herstellerinnen, die neben einer eigenen Entwicklung auch eine eigene Fertigung mit integrierter SMD-Bestückung unterhält, prüft sämtliche Industrie-PC vor der Auslieferung in einem speziellen Burn-In-Verfahren, bei dem die Computer während 48 Stunden extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt werden.

Raschhofer sagt dazu: «Unsere Achszählsysteme kommen weltweit und unter verschiedensten klimatischen Bedingungen zum Einsatz.» Entsprechend brauche Frauscher die Gewissheit, dass sämtliche verbauten Komponenten unter Extremsituationen zuverlässig funktionieren, so Frauscher. Mit ihrem kompromisslosen Industriedesign erfüllten die lüfterlosen Industrie-PC von Syslogic die Anforderungen ideal.

Ein Plus ist zudem die Systemkompetenz von Syslogic. So wurde beispielsweise der Eingangsspannungsbereich der Industrie-PC für Frauscher auf 19 bis 72 Volt angepasst. Als weitere Besonderheit hat Syslogic kürzlich die Leiterplatten von Industrie-PC’s, die bei einem Bahnprojekt in Indien eingesetzt werden, mit einem speziellen Schutzlack versehen, um sie auch bei hoher Luftfeuchtigkeit vor Ausfall zu schützen.

Stefan Raschhofer fasst zusammen: «Syslogic hat die gleichen Ansprüche an Qualität, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit wie Frauscher. Daher ergänzen die Syslogic Industrie-PC unsere Achszählsysteme ideal.»

FAdC birgt großes Potenzial
Raschhofer zeigt sich optimistisch, dass Frauscher, bereits heute einer der drei Marktführer, mit dem neuen FAdC im Bereich Achszählsysteme weiter zulegen kann. Dank der seriellen Anbindung bietet FAdC neue Möglichkeiten wie die dezentrale Bauweise. Zudem ermöglichen die kompakten Systeme noch geringere Life Cycle Costs als bisher. Dass diese Vorteile bei den Kunden weltweit Anklang finden, zeigt nicht nur das gerade angelaufene Pilotprojekt in Wales, sondern auch zahlreiche neue Aufträge weltweit.