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Die Dresdner Schwebebahn ist ein Paradebeispiel deutscher Ingenieurskunst: Obwohl sie in diesem Jahr bereits ihren 110. Geburtstag feiert, gibt es bei der Ausstattung mit moderner Sicherheitstechnik keine Kompromisse. Das Automatisierungssystem PSS 4000 in Verbindung mit dem Echtzeit Ethernet System SafetyNET p trägt dazu bei, dass Signale und letztlich die Fahrgäste sicher ihr Ziel erreichen.

Die letzten Meter zur Talstation legt der Wagen im Schritttempo zurück. Erst nachdem er seine endgültige Halteposition erreicht hat, geben die Türen den Weg frei. Die Dresdner Schwebebahn verbindet die Stadtteile Loschwitz und Oberloschwitz, in viereinhalb Minuten überwindet sie knapp 85 Höhen- und rund 275 Streckenmeter.
Seit 1901 in Betrieb, basiert das technische Konzept auf dem Einschienenhängebahn-Prinzip des Kölner Ingenieurs Eugen Langen, der auch für den Bau der Wuppertaler Schwebebahn verantwortlich zeichnete. 32 Pendel- und eine Feststütze aus Stahl schwingen sich eindrucksvoll den Hang hinauf und halten die Fahrbahnträger. Die beiden Kabinen hängen an zwei Tragarmen, über Räder mit Doppelspurkränzen auf Schienen geführt, unterhalb der Fahrschiene. Per Zugseil bewegt die Fördermaschine in der Bergstation beide Wagen, seit 1975 steht die älteste und bis heute in ihrer Bauart einzigartige Bergschwebebahn unter Denkmalschutz. Noch bis ins Jahr 1996 waren betriebsbedingt Kabinenführer mit an Bord, heute fahren beide Wagen führerlos. Von der Bergstation aus überwacht ein Fahrdienstleiter den gesamten Betriebsablauf, unterstützt von Kameras sowie modernster Steuerungs- und Sicherheitstechnik.

Aus Alt mach Neu
Das Automatisierungssystem PSS 4000 trägt ganz wesentlich zum sicheren und gefährdungsfreien Betrieb bei.
Seit der Wende erfuhr die Dresdner Schwebebahn eine ganze Reihe von Um- und Aufrüstungen insbesondere im Bereich der Steuerungs- und Sicherheitstechnik. „Bis 1992 war die Bahn noch überwiegend mit alter DDR-Technik unterwegs. Unsere Aufgabe war es, im Verbund mit anderen Unternehmen die Signaltechnik zu erneuern und die kabellose Übertragung zwischen Wagen und Steuerhaus an die aktuellen technischen Standards anzupassen“, erinnert sich Jens Baier, Leiter Inbetriebnahme der Firma Ludwig Elektrotechnik. Das Unternehmen für Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik mit Sitz in Oberwiesenthal verfügte bereits zum damaligen Zeitpunkt über einige Erfahrung mit der Steuerung von Seilbahnen und Liftanlagen in der ehemaligen DDR. Auch in den Jahren danach wurde bei der Schwebebahn sukzessiven die Steuerungs- und Sicherheitstechnik an die Maßgaben der SIL 3 – Sicherheitsstandards angepasst, die für alle Seil- und Bergbahnen gelten. 1996 wurde der überwiegende Teil der alten Technik ausgetauscht, die Anlage wurde mit modernen Lichtwellenleiter-Leitungen ausgestattet, die einen sicheren Überspannungsschutz beispielsweise bei Blitzeinschlägen bieten.
Der Schwachpunkt der Anlage lag in der Signalübertragung zwischen Tal- und Bergstation, die trotz nahezu reibungslosem Betrieb als nicht hundertprozentig fehlersicher eingestuft wurde. Aus diesem Grund erteilte der TÜV eine bis Ende 2009 befristete Ausnahme-Betriebsgenehmigung, danach waren auch bei der Dresdner Schwebebahn sämtliche SIL 3 – Kriterien zu erfüllen. Weil in der Anlage sehr unterschiedliche, zum Teil noch analoge und anfällige Technik im Einsatz war, musste eine sicherheitstechnische Lösung her, die es mit diesen Voraussetzungen aufnehmen konnte und darüber hinaus gegenüber den anstehenden Erweiterungen und Ergänzungen offen war.
Konkret geht es dabei um die Nothalt- und Schutztür-Überwachung sowie um die sichere Überwachung der Nothalt-Funktionen. „Betritt beispielsweise jemand den durch Zugangssperren besonders gesicherten Einfahrtsbereich, muss das ausgelöste Signal den Leitstand in der Bergstation fehlersicher erreichen und die Bahn in einen sicheren Halt versetzen. Dasselbe gilt, wenn ein in diesen Bereichen installierten Not-Aus-Taster betätigt wird“, so Jens Baier. Erst nach einem geregelten Zustimmprozess kann die Bahn ihre Fahrt fortsetzen.

SafetyNET p bietet Echtzeit Ethernet
Im Detail besteht eine PSS 4000 aus mehreren Hardware- und Software-Komponenten sowie dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p und entsprechenden Netzwerkkomponenten. Sie basiert auf dem dezentralen E/A-System PSSuniversal. Die erste Ausbaustufe bietet Kopfmodule in verschiedene Leistungsklassen, die für alle Sicherheits- und Standardsteuerungsfunktionen zur Verfügung stehen. Die Anbindung an das Realtime-Ethernet SafetyNET p ist fester Bestandteil. Damit lassen sich alle Steuerungskomponenten vernetzen sowie sichere wie nicht sichere Daten und Daten für Diagnose, Visualisierung und Motion Control übertragen. Die sichere Kommunikation auf SafetyNET p entspricht SIL3 nach IEC 61508. Bei der Dresdner Schwebebahn sind in der Berg- und in der Talstation je eine PSS 4000 – Prozesseinheit, mehrere Not-Aus-Taster an Punkten mit Gefährdungspotenzial. Die Kommunikation zwischen den beiden PSS4000 Steuerungen erfolgt mittels SafetyNET p. Dabei werden sicherheitsgerichtete und Standarddaten ausgetauscht. Um die knapp 300m Distanz zwischen Berg- und Talstation zu überbrücken, werden Multimode Lichtwellenleiter als Kommunikationsmedium eingesetzt. Diese Entfernung wäre mit elektrischer Kommunikation und Kupferkabeln nicht realisierbar. Der Hintergrund ist, dass SafetyNET p auf Fast Ethernet basiert und hier der erlaubte Abstand bei 100m zwischen zwei Geräten liegt. Zusätzlich wird durch die Lichtwellenleiter der bei Anwendungen im Freien geforderte Blitzschutz erreicht. Generell ist mit der Multimode Technologie eine Strecke von bis zu 5 Kilometer überbrückbar. Die Umsetzung von elektrischer SafetyNET p Kommunikation auf Lichtwellenleiter wird über unmanaged Ethernet Switches vom Typ PSSnet SLL realisiert. Damit ist es auch möglich, dass weitere Ethernet Geräte neben dem PSS4000 System über dieselbe Lichtwellenleiterstrecke kommunizieren. Der Anschluss der anderen Geräte kann dabei nach Bedarf an die vorhandenen freien elektrischen Ethernet-Ports erfolgen. Grundsätzlich lässt sich durch den Einsatz von Switches die jeweilige Netzwerktopologie flexibel an das Anlagenlayout anpassen. Als Architekturen sind u. a. Stern-, Baum- und auch Linienstrukturen möglich.

Für die Zukunft auf Flexibilität setzen
Ausschlaggebend für die Wahl des Automatisierungssystem PSS 4000 war insbesondere die problemlose Kooperation mit anderen Systemen und die Offenheit gegenüber in Zukunft noch umzurüstenden alten Baugruppen“, hebt Jens Baier hervor. Die Integration von Alt und Neu funktioniert mit PSS 4000 konfliktfrei, demnächst stehen bei der Dresdner Schwebebahn noch weitere Aufgaben an: So soll ein Austausch der Steuerung erfolgen, die aus den neunziger Jahren stammt und nicht mehr dem Stand der Technik entspricht. Darüber hinaus soll für das elektronische Verriegelungssystem der Türen eine innovativere Lösung gefunden werden: Bislang sind diese während der Fahrt elektronisch verriegelt, bei Stromausfall aber nicht zu öffnen. Im Notfall erfolgt die Evakuierung über die Dachluken, ein Prozedere, das die Dresdner Berufsfeuerwehr in regelmäßigen Abständen probt.
„Für uns ist das Automatisierungssystem PSS 4000 eine Art flexibler Sicherheitsmanager, kostengünstig und flexibel“, fasst Jens Baier zusammen.