Bei Rettungseinsätzen mit dem Hubschrauber nutzt die Bergwacht sehr häufig eine Seilwinde, um Retter abzulassen oder Verunglückte zu bergen. Entsprechend geschult sollten deshalb alle sein, die damit umgehen. Erstmals gibt es nun ein Trainingszentrum, in dem die Bergretter ihr Können messen und üben können. Am Kran in der Halle lernen sie unter erhöhten Sicherheitsbedingungen den Umgang mit Wind, Wetter und der Winde.
Nach sechs Jahren der Planung, Tests
und Untersuchungen hat die Bergwacht
in Bad Tölz ein Helikopter Trainingszentrum gebaut und Ende 2008 eingeweiht. Der entscheidende Vorteil der Anlage ist, dass damit nicht nur Übungsflüge simuliert, sondern vor allem Rettungsaktionen geprobt werden können. Dazu gehören meist auch das Abseilen über die Winde am Helikopter und das Aufnehmen von Personen. "Aus diesem Grund mussten wir eine Halle bzw. eine Konstruktion wählen, bei der mindestens 12 m unter der Kufe vorhanden sind", berichtet Thomas Griesbeck von der Bergwacht Bayern. Die Halle, in der die Hubschrauberzeile mithilfe eines typischen Hallenkrans im dreidimensionalen Raum bewegt wird, ist 60 m lang, 25 m breit und 20 m hoch. Transparente Wände geben dem Piloten auch optisch das Gefühl eines echten Flugs in der Natur.
Für den Betrieb eines Hubschraubers zu
Rettungszwecken muss im Durchschnitt
pro Minute ein Betrag von etwa 45 Euro
angesetzt werden. Bei einer Grundauslastung
mit 3.300 Flugstunden ergibt sich
somit ein rechnerischer Kostenaufwand
von knapp neun Millionen Euro. Diese Zahlen
belegen, dass sich eine solche Trainingsanlage
auf alle Fälle rechnet. Die
Bergwacht erwartet nicht nur einen Ansturm
aus den eigenen Reihen, sondern
auch den Besuch vieler Interessierter aus
dem Ausland.
Hallenkran mit fehlersicheren
Frequenzumrichtern -
Den Flug des Helikopters simuliert eine
Hallenkrananlage, die mit redundanten
Absolutwertgebern ausgerüstet ist und
somit die Position der Hubschrauberzelle
jederzeit erfasst. Da sich unter der schwebenden
Last - nämlich der Hubschrauberzeile
- aber auch angeseilte Menschen befinden,
müssen außergewöhnlich strenge
Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Der Krananlagenhersteller Brunnhuber
Krantechnik bestätigt: "Um für diese
Trainingsanlage das O.K. von der Berufsgenossenschaft
und vom TÜV zu bekommen,
mussten wir eine Vielzahl sicherheitsrelevanter
Spezialkonstruktionen realisieren."
Zur Erhöhung der Sicherheit wurden für
die elektrischen Antriebe der Hauptachsen
am Kranfehlersichere Frequenzumrichter
Sinamics G 120 eingesetzt. Die äußerst
kompakten Geräte ermöglichen eine
einfache Energierückspeisung. Für den
Kranhersteller ist diese Kombination, in
einem einzigen Gerät vereint, ideal für
viele Anwendungsfälle. Die modular aufgebauten
Frequenzumrichter gibt es für
den Leistungsbereich zwischen 0,37 und
90 kW. Aus logistischer Sicht sind die reinen
Leistungswerte, die die Bergwacht
einsetzt, nicht besonders anspruchsvoll.
"Bezüglich der Sicherheitsanforderungen
bewegen wir uns hier allerdings auf
hohem Niveau", betont Thomas Griesbeck.
Erhöhte Sicherheit über Profisafe -
Da es die Frequenzumrichter Sinamics
G 120 sogar mit Controller für den Betrieb
an der sicheren Profibus-Übertragungstechnik
Profisafe gibt, konnten die Hauptantriebe
ohne Weiteres in die komplett
Profibus-basierte Steuerung der Helikopter-
Trainingsanlage integriert werden. "Das
ist ein immenser Vorteil, unterstreicht
Brunnhuber Krane. Die Steuerung
der Anlage übernimmt eine fehlersichere
SPS 57-300 CPU 319F-3PNiDP. Das Unternehmen
hat sich für diesen sehr leistungsfähigen
Typ entschieden, damit der Pilot
Mit den Reglereinheiten der Frequenzumrichter Sinamics G120 können selbst Bremsen fehlersicher betätigt werden. Ansteuern lassen sie sich über Profisafe
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äußerst feinfühlige Flugmanöver ausführen
kann. Denn in der Halle lassen sich bis
zu 100 Sperrzonen definieren, die Kollisionen
bzw. Risiken für Mensch und Technik
ausschließen sollen. Entsprechend viel
Überwachungs- und Regelaufwand ist deshalb
notwendig.
Durchgängige Automatisierung -
In der Hubschrauberzelle befinden sich
zwei weitere Simatic Controller, die dezentral
die Hauptsteuerung durch die permanente
Berechnung der Lageveränderung
der Hubschrauberzelle im XYZ-Koordinatensystem
unterstützen. Sie werten beispielsweise
die Neigungssensoren aus
und führen mit den Barcode-Absolutwertgebern
einen ständigen Datenabgleich
durch. Zur Unterstützung erfassen auch
dezentrale Peripherieeinheiten Simatic ET
200M Ein- und Ausgangssignale. All diese
Geräte sind an Profibus angeschlossen
und vereinfachen damit die Steuerung der
Trainingsanlage. Das Prinzip von Totally
Integrated Automation (TlA) zeigt sich
auch bei der Planung, Auslegung und Parametrierung
der fehlersicheren Frequenzumrichter: Das Softwaretool Sizer ermöglicht
eine schnelle und gezielte Auslegung
der Frequenzumrichter und anschließend
unterstützt das Programm Starter die einfache
Inbetriebnahme.
Software vereinfacht die Parametrierung
und Inbetriebnahme -
Hier bietet sich laut Brunnhuber Krane
sogar die Möglichkeit, die fehlersicheren
Eigenschaften der Geräte direkt in der
Step 7-Programmierung der Steuerung
vorzunehmen. Die Steuerungstechniker erhalten
dabei auf der Oberfläche der Hardwarekonfiguration
einen ergänzenden
Reiter für die Eingaben auf der Profisafe Ebene.
Das ist übersichtlich und spart Zeit.
Eine Besonderheit der Umrichter ist, dass
sie geberlos eine sicher begrenzte Geschwindigkeit
(Safely Limited Speed, SLS)
und einen sicheren Stopp (Safe Stop 1,
SS 1) bei den Fahrantrieben und dem Drehwerk
erlauben. Zusätzlich garantieren sie
sicher abgeschaltetes Moment (Safe
Torque Off, STO) sowie eine sichere Bremsansteuerung
gemäß EN 60204 für alle
Triebwerke. "Das war uns deshalb so wichtig,
weil das System die "Fluggeschwindigkeit"
beim Annähern an eine Gefahrenzone
entsprechend drosseln soll", betont Thomas
Griesbeck. Ansonsten könnte es bei
ruckartigen Brems- oder Not-Halt-Vorgängen
zum unkontrollierten Schwingen der
Hubschrauberzelle kommen. "Vor diesem
Hintergrund haben wir drei unterschiedliche
Verfahrgeschwindigkeiten an der Krananlage
programmiert, die sicher eingehalten
werden müssen", ergänzt Brunnhuber
Krantechnik.
Gegen ein Absacken des Helikopters
schützt zusätzlich eine großzügig dimensionierte
Scheibenbremse am Hubwerk,
die ebenfalls direkt vom Umrichter angesteuert
wird. Sowohl die Hubschrauberzeile
als auch eine Funkfernsteuerung,
die bei jedem Training von einer zusätzlichen
Aufsichtsperson in der Halle überwacht
wird, sind mit zweikanaligen Not-Aus-
Tastern ausgerüstet. Bei Betätigung
eines Not-Aus-Tasters werden alle Antriebe
hauptstromseitig allpolig vom Netz
getrennt, alle Bremsen fallen ein. Das
Verkleben der Kontakte des Hauptschützes
wird von der fehlersicheren SPS
überwacht. Im Fehlerfall werden alle
Fahrantriebe mithilfe der in den Frequenzumrichtern
integrierten sicherheitsgerichteten
Funktion ,sicherer Stopp stilgesetzt.
Aufmodulierter Profibus über
Schleifleitungen -
Sämtliche Daten kann der Pilot im Cockpit
über ein Touch Panel MP370 während des
Flugs überwachen bzw. abfragen. Der Datenverkehr
mittels Profi bus wird nicht, wie
sonst üblich, über Kupfer- oder Lichtwellen
-Datenleiter übertragen, sondern die
Daten werden hochfrequent auf die Energiezuführleitungen
aufmoduliert und über
Schleifkontakte vom Hubschrauber zur
Steuerungszentrale übermittelt. "Auf diese
Weise erreichen wir eine 360°-Bewegungsfreiheit
des Hubschraubers", erklärt Thomas
Griesbeck. Außerdem ist der Pilot dadurch
in der Lage, zusätzliche Aggregate
bzw. Funktionen rund um den Hubschrauber
zu starten und wieder abzuschalten.
Im Sinkflug wird die frei werdende Energie
über die Frequenzumrichter direkt in
das Stromnetz rückgespeist. Diese Funktionalität
macht die Gesamtkonstruktion
nicht nur energetisch interessant, sondern
auch platzmäßig, denn durch die nicht erforderlichen
Bremswiderstände bauen die
Geräte erheblich kompakter als konventionelle
Lösungen.
Moderne Umrichtertechnik schafft
Sicherheit -
Mit dem neuen Trainingszentrum der Bergwacht
in Bad Tölz ist es erstmals gelungen,
unter größten Sicherheitsbedingungen
säm tliche Rettungsszena rien der Bergwacht
zu üben. Welchen Stellenwert dies
hat, beschreibt Thomas Griesbeck so: "Im
echten Flugbetrieb am Hubschrauber gibt
es keine Übung, dort muss jeder Handgriff
sitzen, damit kein Unglück passiert."
Um in der Halle die notwendige Sicherheit
gewährleisten zu können, sind redundante
Systeme und fehlersichere Komponenten
unumgänglich. Dementsprechend
hat der Systemlieferant Brunnhuber aus
Augsburg fehlersichere Frequenzumrichter
Sinamics G120 von Siemens eingebaut.
Diese lassen sich für Anwendungen bis zur
Sicherheitskategorie 3 gemäß EN 954-1
bzw. SIL 2 nach EN 61508 einsetzen. Das
Resümee ist einstimmig: "Mit diesem einzigartigen
Trainingszentrum für helikoptergestützte
Bergwachteinsätze läuten wir
eine neue Ära der Bergrettung ein. Deshalb
vertrauen wir dort auch nur zuverlässiger
Technik."
