Technische Umsetzung
Die komplexe Steuerung des automatisierten Stromabnehmersystems besteht aus mehreren miteinander vernetzten Steuergeräten. Daten werden mittels CAN-Bus (Controller Area Network) ausgetauscht.
Die Daten der einzelnen Steuergeräte (Slaves) werden im Hauptrechner (Master) verknüpft und auf Plausibilität geprüft , so z. B., ob alle Bedingungen für einen Andraht-Vorgang erfüllt sind:
- Befindet sich das Fahrzeug auf einem Streckenabschnitt mit Oberleitung?
→ Master + Slave 2 (GPS)
- Wird die Oberleitung eindeutig vom System erkannt und ist sie zudem auch erreichbar?
→ Master + Slaves 3 (Laserscanner)
- Befinden sich Hindernisse neben dem Fahrzeug, mit denen die Stromabnehmer kollidieren könnten?
→ Master (Ultraschallsensoren)
Erst wenn alle Bedingungen erfüllt sind, erteilt der Hauptrechner die Freigabe und das System drahtet an. → Slave 1L und Slave 1R
Für die eingesetzten Mikrocontroller wurde ein robustes präemptives Multitasking-Echtzeitbetriebssystem entwickelt. Das Betriebssystem ist auf Grund seiner abstrakten Schichten für die hardware-spezifischen Funktionen prinzipiell auf jedem Rechner lauffähig.
Die Bewegungsabläufe der Stromabnehmerstangen werden mit elektro-pneumatischen Stellgliedern realisiert, da Druckluft am Fahrzeug zur Verfügung steht.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen können mit den Stromabnehmerstangen auch Seitenschwenkbewegungen aus-geführt werden. Dies ermöglicht einen Andrahtvorgang selbst dann, wenn das Fahrzeug mit einem seitlichen Versatz oder gar schräg zur Oberleitung steht. Zusätzlich wurden die bereits vorhandenen Zylinder für die Hubbewegung durch Zylinder in reibungsarmer Ausführung ersetzt.
Das System wird dabei dauerhaft von verschiedenen Sensoren überwacht, um beispielsweise auf einen Druckverlust oder durch Fahr-fehler hervorgerufene Ent-gleisungen reagieren zu können.
Kontakt
Westsächsische Hochschule Zwickau
Fakultät Kraftfahrzeugtechnik
Prof. Dr.-Ing. Matthias Thein
Postfach 201037
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