Két kilométeres közúti alagút figyelése rugalmasan skálázható PC-alapú vezérléssel
Több mint 200 ipari PC a korszerűsített bécsi Kaisermühle-alagút biztonsági vezérlésében
2020. december 03., csütörtök, 06:00
Címkék: automatizálás Beckhoff Beckhoff Automation biztonság biztonságtechnika kiberbiztonság kiberbűnözés közlekedés közlekedésbiztonság tűzbiztonság tűzvédelem vezérlés vezérléstechnika
Az ausztriai Tieschen városában székelő ECOexperts Automation GmbH infrastrukturális rendszerek létesítésére szakosodott. Egyik fő területe az automatizálás és az információtechnológia kombinálása, amelynek során kiemelt figyelmet fordít a biztonsági szempontokra, például a kiberbiztonságra és a nagy területen elosztott, decentralizált alkalmazásokra. A több mint 200 ipari PC-t tartalmazó 2 150 méter hosszú bécsi Kaisermühle-alagút jól példázza, hogy ilyen környezetekhez a Beckhoff moduláris és finoman skálázható vezérléstechnikája a legmegfelelőbb automatizálási környezet.
Robert Reiter-Haas, az ECOexperts vállalat projektvezetője szerint ez világviszonylatban az egyik legösszetettebb infrastruktúra-projekt. „A felújítást rendkívül rövid idő, mindössze 18 hónap alatt végeztük el, mégpedig úgy, hogy közben az alagút működött, nem kellett teljesen lezárni a forgalom elől. Problémák vagy nem tervezett lezárások esetén Bécs forgalma összeomlott volna, ezért a kivitelezés során az egyik legfontosabb szempont a rendszer rendelkezésre állásának biztosítása volt. Ezt megfelelő tartalékolás beépítésével értük el, ami a Beckhoff C6930 típusú, vezérlőszekrénybe épített ipari PC-in és saját acuradeG5 szoftverünkön alapul.”
Nagy forgalmú és bonyolult infrastruktúra
A Kaisermühle-alagútban működő rendszer bonyolultságának egyik fő oka az, hogy a négy forgalmi sávon kívül tíz fel-, ill. lehajtósáv és két gyűjtősáv is van. Mint Robert Reiter-Haas rámutatott, ezek nagy kihívást jelentenek a szellőztetés szempontjából: „Az alagút számos be- és kijárata miatt a füstelszívási stratégia nagyon bonyolult, mert a füstöt a tűz helyétől függően célzottan kell kiszívni a megfelelő irányba. Ezt sokkal könnyebb megoldani olyan alagutaknál, ahol csak egy bejárat és egy kijárat van, azaz ahol az áramlás iránya eleve adott. Ezenfelül ez Ausztria egyik legforgalmasabb alagútja és Bécs közlekedési hálózatának egyik fő ütőere, ezért biztosítani kellett, hogy a felújítás alatt is nagy rendelkezésre állással működhessen. Itt mutatkoztak meg a Beckhoff hardverek és a saját acuradeG5 szoftverünk erősségei.”
Tűzpróba a Kaisermühle-alagútban
A 2018-ban tervezett modernizálás során minden elektromos és biztonsági elemet felújítottak. Jól mutatja a rendszer bonyolultságát, hogy hányféle alrendszert érintettek a munkálatok:
- energiaellátást és -szétosztást;
- világítást (fokozatmentesen vezérelhető LED-világítást);
- informatikai infrastruktúrát;
- szellőztetőrendszert;
- segélyhívó és tűzjelző rendszert;
- a videórendszert és az akusztikus figyelmeztető rendszert;
- a forgalmi berendezéseket.
A 2 150 méter hosszú Kaisermühle-alagúton négysávos út vezet keresztül
Nyílt és rendkívül rugalmas vezérlőkörnyezet
Az ECOexperts már 2016 óta a Beckhoff vezérléstechnikáját használja. Akkoriban Robert Reiter-Haas számára a Beckhoff melletti egyik döntő érv a környezetfüggetlen hardver és a vállalat nyújtotta megfelelő támogatás volt: „Nagyon komoly előnyt jelent a nagy teljesítőképességű, ipari PC-alapú hardver, valamint a be/ki meneti modulok széles választéka. Ezenfelül a Beckhoff összes eszköze támogatja az infrastrukturális létesítményekkel kapcsolatos speciális, kiterjesztett hőmérséklet-tartományra vonatkozó követelményeket. Döntő előny az is, hogy széles körben telepíthetjük saját szoftvereinket a Beckhoff ipari PC-ire. Különösen ezen a területen nagyon jó támogatást kapunk a Beckhoff ausztriai leányvállalatától mind műszakilag, mind az értékesítés terén.”
A be/ki menetek vonatkozásában a Kaisermühle-alagút több mint 50 pontján összesen 104 darab CX9020 típusú beágyazott PC működik buszcsatolóként. Ezek TwinCAT OPC UA szoftveren keresztül 12 darab – egyenként két C6930 típusú, vezérlőszekrénybe szerelt ipari PC-t tartalmazó – tartalékolt vezérlőegységhez csatlakoznak, amelyek több mint 7 500 digitális és 400 analóg jelet kezelnek, például:
- a tápkapcsolók, a sugárventilátorok és a közlekedési lámpák kapcsolójeleit;
- a tápkapcsolók, a sugárventilátorok, az ajtóérintkezők, a segélyhívó telefonok érintkezői, továbbá a közlekedési lámpák által küldött visszajelzéseket;
- a fénysűrűség, a fényerő, a CO2-koncentráció mért értékeit;
- a világítás beállítási értékeit.
A Kaisermühle-alagút biztonságtechnikai felszereltségének egy szakasza
A közlekedéstechnika terén 81 darab CX2020 típusú beágyazott PC működik speciális protokollokat használó adatkoncentrátorként. Ezekhez az ipari PC-khez soros vonalakon keresztül csatlakoznak például a váltakozó irányú közlekedést irányító és a sávjelző lámpák. A CX2020 moduláris jellege nagyon fontos a soros illesztések szempontjából. A vezérlés minden szintjén telepítve van az acuradeG5 szoftver, amely az egyes szinteket OPC UA protokollal kapcsolja össze.
Az acuradeG5 szoftvert futtató, vezérlőszekrénybe szerelt, 24 darab C6930 típusú ipari PC úgynevezett melegtartalékként konfigurált vezérlőként működik. Szükség esetén ezek biztosítják a teljes rendszer sávirányonként különválasztott vezérlését. A központi vezérlő egy tartalékolt acuradeG5 rendszer, amely a 12 redundáns vezérlőegységet egyetlen rendszerré fogja össze. Ez a vezérlőrendszer kezeli az eseményjelzéseket (tűz, forgalmi dugó stb.), és ebben futnak a forgalomirányító és szellőztető programok. Ugyancsak itt történik mindezek adatainak teljes körű naplózása, mindenféle kiértékelés (például tendenciák, energiafogyasztás, előzményadatok rögzítése), valamint a megjelenítés. Ide csatlakoznak további független rendszerek is (például a videórendszer), amelyek így hathatnak egymásra.
A bécsi Kaisermühle-alagútban az automatizálást és a vezérlést CX9020 (fent) és CX2020 (jobboldalt lent) típusú beágyazott PC-k, valamint vezérlőszekrénybe épített, C6930 típusú ipari PC-k (baloldalt lent) látják el
Robert Reiter-Haas így foglalta össze a bonyolultságot és a sajátos vezérlési követelményeket: „A kiszolgáló összesen több mint 200 000 adatpontot dolgoz fel. A teljes rendszer funkcionalitásában döntő fontosságú a minden szinten egységes szoftvermegoldás, amelyet különféle Beckhoff-elemeken valósítottunk meg. Mivel buszcsatolóként sok CX9020 típusú beágyazott PC-t használunk, jó ár/teljesítmény-arányt értünk el. A TwinCAT OPC UA vonatkozásában előnyt jelent az egyszerű címezhetőség és az OPC UA-támogatás. A technológia élvonalába tartozó OPC UA egyrészt a korszerű protokollok magas szintű biztonságát nyújtja, másrészt az egyszerű címezhetőségnek köszönhetően jelentősen egyszerűsíti az üzembe helyezést és a különféle egységek összekapcsolását. Összességében biztonsági szempontok és az objektumorientált jelleg miatt döntöttünk az OPC UA mellett.”
