Doku4 Power Management

Intelligentes Power Management für Modelleisenbahnen: Railware überwacht die Spannungsversorgung der Booster und minimiert Betriebsausfälle.

Kurzschlüsse auf der Modellbahnanlage

Hatten Sie schon mal einen Kurzschluss beim Fahrbetrieb auf der Anlage ? Nein, natürlich nicht auf IHRER Anlage - aber Sie haben davon gehört.

Nun gut, stellen Sie sich einmal vor, Sie verursachten einen Kurzschluss. Zum Beispiel durch das versehentliche Aufschneiden einer Weiche...

(Liebe Dreileiter Fahrer: lesen Sie trotzdem weiter. Auch Sie haben gelegentlich Kurzschlüsse; allerdings aus anderen Gründen.) Bei manchen Digitalsystemen geschieht nun das scheinbar unvermeidliche: es schaltet sich ab ! Fein, den nun passieren zwei Dinge: alle Züge bleiben abrupt stehen und die Kommunikation zwischen PC und dem Digitalsystem bricht ab.

Tja, eigentlich war es ja nur ein klitzekleiner Kurzschluss. Aber durch das Abschalten und den schnellen Halt der Züge sind nun ein paar Wagen entgleist. Auch die Synchronisation mit dem PC ist dahin. (Manche PC Programme erfordern sogar den Neustart des Programms oder ein wiederaufsetzen des Fahrbetriebes an einer definierten Startstelle) Nun haben Sie leider eine mittlere Katastrophe zu beseitigen - aber das passiert auf Ihrer Anlage natürlich nie.

Schön wäre es gewesen, wenn Sie noch weiterhin Weichen schalten könnten und das Rückmeldesystem arbeiten würde, denn dann könnten Sie die 'verfahrene' Situation bequem vom PC aus klären.

Wenn das bei Ihrem Digitalsystem kein Problem ist oder Sie Railware mit getrennten Digitalsystemen zum Fahren und Schalten/Melden betreiben, ist ja alles klar, oder ? Kurz den Zug ein paar Zentimeter zurückgeschoben und der Kurzschluss ist beseitigt.

Das nun folgende geht unbeschreiblich schnell: das Digitalsystem oder der Booster schalten wieder ein (oder werden eingeschaltet) und der Zug fährt sofort wieder in den Kurzschluss hinein, weil die Zeit zum Umstellen der Weiche nicht mehr reichte.

Railware teilt die gesamte Anlage in Versorgungsbereiche ein. Dies sind in aller Regel Teile der Anlage die von einem Booster mit Digitalspannung versorgt werden. Die Versorgungsbereiche (oder Domainen) sind in den Railware Gleisbildern frei zu konfigurieren.

Bei Ausfall der Digitalspannung z.B. durch Kurzschluss, meldet Railware dies zunächst im Logbuch oder durch das Sprachausgabesystem. Gleichzeitig werden alle fahrenden Züge im betroffenen Versorgungsbereich angehalten. Wenn Sie nun den Zug aus obiger Situation zurückschieben, geschieht nichts weiter. Denn der Zug bleibt stehen und sie können bequem vom PC aus die falsch geschaltete Weiche korrigieren und den oder die angehaltenen Züge einzeln anfahren.

Das Powermanagement erkennt übrigens auch fahrende Züge, die gerade in Begriff sind, in den abgeschalteten Versorgungsbereich einzufahren und bremst diese sanft ab.

Konfiguration

Typischerweise ist eine Modellbahnanlage in verschiedene Boosterbereiche aufgeteilt. Durch das Power Management kann eine Überwachung und Reaktion auf Kurzschlüsse der Anlage erfolgen.

Dazu ist es nötig, dass jeder Boosterausgang mit einer Spannungsüberwachung versehen ist, die an Eingänge eines Rückmeldemoduls angeschlossen sind. Spannung vorhanden, bedeutet Melder ist besetzt.

Außerdem darf die Digitalzentrale im Kurzschlussfall nicht abschalten, da dann die Kommunikation mit dem PC in aller Regel verloren geht und keinerlei Auswertung oder Fehlerbeseitigung am PC mehr möglich ist.

Das Power Management arbeitet jedoch mit ‚sprechendenÂ’ Namen für jeden Versorgungsbereich, statt mit den Meldernummern. Die Namen der verschiedenen Bereiche werden in den Interface- Optionen vergeben. Für jeden Bereich ist der Rückmeldekontakt einzutragen.

Diese Bereiche werden dann im jeweiligen Zuganzeiger unter "Design", "Digitaladressen" und "Power Management" eingetragen. Dadurch weiß jeder Zuganzeiger, von welchem Versorgungsbereich (Booster) der in ihm liegende Gleisabschnitt versorgt wird.




Bei einem Kurzschluss wird der entsprechende Booster-Abschnitt? von Railware erkannt; es erfolgt eine Meldung im Logbuch.
Gleichzeitig werden alle sich im stromlosen Abschnitt befindenden Züge auf Fahrstufe 0 gesetzt. Dies verhindert ein wiederholtes Hineinfahren in den Kurzschluss nach dem wiedereinschalten der Spannung. Damit noch fahrende Züge anderer Versorgungsbereiche nicht in den kurzgeschlossenen Bereich einfahren (Kettenreaktion des Kurzschlusses), werden diese schnellstmöglichst angehalten.

Nach einem Kurzschluss müssen die Züge im betroffenen Abschnitt aus Sicherheitsgründen von Hand angefahren werden. Andere temporär angehaltene Züge in anderen Versorgungsbereichen fahren selbsttätig wieder an.

Aufbau der Digitalsysteme

Normalerweise wird mit einem Digitalsystem gearbeitet. Aber es gibt durchaus Gründe eine Modellbahnanlage mit zwei oder sogar drei Digitalsystemen zu betreiben. Die dabei entscheidende Frage lautet: „Was passiert, wenn ein System ausfällt oder ein Kurzschluss entsteht ?“.Die meisten Digitalsysteme schalten dann in den sogenannten ‚StopÂ’- Modus. Dabei schaltet dann auch die Kommunikation mit dem PC ab. Das ist wohl gut gemeint von den Herstellern, sorgt aber für Probleme im Betrieb. Denn wenn die Kommunikation zum PC nicht arbeitet, kann keine lückenlose Überwachung oder Problembeseitigung am PC gewährleistet werden.

Wenn Sie also eine große Anlage betreiben und die Betriebssicherheit eine Rolle spielt, dann sollten Sie über eine Splittung der Systeme in die Funktionsgruppen

• Fahren
• Schalten/Melden

nachdenken.

So geschehen Kurzschlüsse eigentlich nur im Fahrbereich. Und bei einer Gefahr würde es ausreichen, wenn die Fahrspannung zu den Gleisen abgeschaltet würde.

In den Interfaceoptionen von Railware können darum bis zu 3 voneinander getrennte Digitalsysteme konfiguriert werden. Sie sind natürlich in die drei Funktionsbereiche ‚FahrenÂ’, ‚SchaltenÂ’ und ‚MeldenÂ’ aufgeteilt.

Lösung 1:

Hier wird mit einem Digitalsystem gearbeitet. Allerdings wird kein Gleisabschnitt von der Zentrale direkt versorgt. Stattdessen erfolgt der Anschluss aller Gleise ausschließlich über Booster. Im Problem- oder Gefahrenfall schalten die Booster ab. Damit dann die Zentrale nicht ebenfalls abschaltet, sind Anpassungen an den Anschlüssen erforderlich. Lesen Sie dazu auch weiter unten über das Abschalten der Fahrspannungen.

Lösung 2:

Bei Betrieb mit zwei Digitalsysteme kann das Fahrsystem ausfallen ohne das die Bereiche ‚SchaltenÂ’ und ‚MeldenÂ’ davon betroffen wären.

Lösung 3:

Hier erfolgt eine saubere Trennung in die drei Funktionsbereiche. Jedes einzelne System könnte ausfallen oder abgeschaltet werden, ohne dabei die anderen Bereiche zu stören.




Achten Sie bei Betrieb mit mehreren Digitalsystemen darauf, dass in den Interfaceoptionen unter ‚Nothalt Typ’ die Einstellung ‚Stop Digitalsystem’ NICHT verwendet werden darf.

Lokale Abschaltung im Booster ?

Bei Lenz Systemen kann der LB050 verwendet werden. Digitrax Systeme haben die Funktionalität bereits eingebaut.
Damit das Digitalsystem im Kurzschlussfall nicht abschaltet, ist die Rückleitung der Kurzschlussauswertung abzuschalten. Dies darf aber nur geschehen, wenn ALLE Booster mit elektronischen Sicherungen ausgestattet sind, die nach einigen Sekunden selbsttätig wieder einschalten. Die Booster von Lenz (LV101, LV200), Power3 der Intellibox, Digitrax, und Heller sind geeignet. Booster von Märklin, Elektor, Dr.König und viele andere sind ungeeignet. Fragen Sie im Zweifelsfall beim Hersteller der Booster !!

Anschluss der Rückmeldung

Zur Überwachung der Boosterausgänge wird eine einfache Schaltung benötigt, die eine Spannungsmessung vornimmt. Ist die Boosterspannung vorhanden, muss der Rückmelder eingeschalten, also belegt anzeigen.
Dazu eignen sich alle S88 Bausteine mit Optokopplern oder der Lenz LB 050.

Eine weitere einfache Schaltung zeigt das folgende Bild. Der erfahrene Elektroniker wird hier sicherlich noch weitere Varianten kennen. Aktuelle Informationen dazu finden Sie auf dem Railware Webserver.

Lenz

Die Booster LV101 und LV200 verfügen über eine integrierte automatische Abschaltung im Kurzschlussfall. Die Leitung ‚CÂ’ zwischen den Boostern und der Zentrale kann gefahrlos abgetrennt werden. In diesem Fall schaltet die Zentrale nicht in den Halt Modus. So können Sie weiterhin am Bildschirm Weichen schalten und Belegtmeldungen auswerten.

Märklin

Das Märklin System und auch die Intellibox verwenden für den Anschluss von Boostern ein 5 poliges Flachkabel. Über diese Verbindung erfolgt nicht nur die Versorgung mit Digitalimpulsen; die Booster melden darüber auch ‚ KurzschlüsseÂ’ an die Zentrale zurück. Im Klartext: die Zentrale schaltet im Kurzschlussfall ab und nicht der Booster. Damit sind diese Systeme für das Railware Power Management ungeeignet, da das Digitalsystem abschaltet.

Eine mögliche Lösung ist das Auskoppeln des Fahrsystems auf ein eigenes Digitalsystem. Bei einem Kurzschluss bleibt das zweite (oder auch dritte) System zum Schalten und Melden weiterhin betriebsfähig.

Abschalten der Fahrspannungen bei Gefahr

Bei Zentralen mit 5 poligen Boosterkabeln wie Märklin oder Intellibox kann bei Gefahr der Boosterstrom über einen Kippschalter abgeschaltet werden. Dabei werden nur die Booster stromlos, die Zentrale arbeitet weiter.




Unter der Voraussetzung, dass zum Fahren ausschließlich Booster verwendet werden und das Schalten von Weichen und Signalen direkt vom Digitalsystem erfolgt, arbeitet die Zentrale auch nach Abschalten der Fahrspannungen weiter ! Die anschließende Problembeseitigung kann vom PC erfolgen.

Weitere Funktionen des Power Management

Zum Power Management zählen auch die Funktionen zur Einsparung von Boosterstrom in den Schattenbahnhöfen. Durch die Abschaltung der einzelnen Abstellgleise durch einen Schaltdecoderausgang, kann bei beleuchteten Zügen erheblicher Strom eingespart werden. Weitere Informationen dazu unter [ Schattenbahnhöfe ].

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Beachten Sie die zahlreichen Erweiterungen in Release 5: Produktmatrix 5.04

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