Modellbahn Simlinger

ROLLENDES GUT

DOKUMENTATION

Weichenüberwachung der Zungen,
Weichenüberwachung durch Melderkontrolle
Kollisionsschutz durch logische Verknüpfungen in Software TrainController


Mit steigendem Aufkommen von Zugfahrten wird eine zuverlässige Erkennung von Falschfahrten immer wichtiger.
Mir ist es bislang nicht gelungen, die Position der Weichenzungen mit vertretbarem technischem Aufwand an die Software zurückzumelden.

Dazu mein aktueller Stand:

A) Elektrische Kontaktmeldung der Weichenzungen:
Ein naheliegender Ansatz wäre, die Weichenzungen stromführend zu machen und den Kontakt zum anliegenden Gleis zu prüfen.
Dies scheint mir sehr fehleranfällig, da die Kontaktflächen zwischen Zunge und Gleis nicht gereinigt werden können (keine Reinigungswagen in laufendem Betreib).
Zudem müssten die Weichen vor dem Einbau umgebaut werden, die Zungen elektrisch isoliert werden. Was nachträglich unmöglich ist ....
Für eine Einfachweiche sind 2 Rückmeldeplätze erforderlich, bei einer DKW würde ich nur zwei Zungenpaare überwachen, und nicht vier.
Ein Materialbruch einer nicht überwachten Zunge würde zudem nicht erkannt werden. (doch, aber erst im Crash :(  )

B) Optische Rückmeldung der Weichenzungen:
Wenn eine elektrische Rückmeldung fehleranfällig ist, habe ich eine Rückmeldung der Zungenlage über Optik untersucht.
Grundsätzlich möglich, aber mit einigem Aufwand verbunden.

Unter den Zungen-Endlagen müsste eine Photozelle montiert werden, über der Zunge eine entsprechenden Lichtquelle sichergestellt werden, die die Lage dann optisch erkennbar macht. Das Abkleben der Photozelle zur Erkennung scheint noch machbar, die Sicherstellung der Lichtquelle nicht mehr so einfach. Ob die Lichtquelle nun unten angebracht wird, um von der Zuge reflektiert zu werden, oder oben, um dann vom Zug unterbrochen zu werden, führt zu eher akademischen Diskussionen.
Ich hab´s nicht näher verfolgt.
Wer weiss, vielleicht noch eine Chance...

C) Rückmeldung der Weichenzungen über Magnetkontakte:
Ähnlich vielversprechend ist die Rückmeldung über Magnetkontakte. Nur, dass hier die Schaltgrenzen noch viel schwerere einzustellen sind, als bei optischen Rückmeldern.
Die Fehleranfälligkeit ist meines Erachtesn noch höher.
Also bitte: auch nicht! 

D) Rückmeldung des Schaltantriebs:
Wenn ich die Zungen schon nicht gesichert überwachen kann, dann wenigstens den Stelldraht des Weichenantriebs.
das scheint mir mit zwei Kontaktschaltern machbar, wenn diese über Schrauben fein einjustiert werden können.
ist aber auch wieder eine Eigenentwicklung, ich habe bislang noch kein Industrieprodukt gefunden, das direkt einsetzbare wäre.
Aber immerhin!
Risiko: Ob die Weichenzunge nun tatsächlich anliegt, oder durch ein kleines Steinchen nicht ganz anliegt, wird auch hier nicht erkannt.
Ebenso werden Zungenbrüche nicht erkannt. Dier Stelldraht ist zwar dort, w er sein soll, die Zunge aber nicht. 

 

Alles in allem. Nichts überzeugt.

Leider. 


Ich habe daher ein System entwickelt, bei dem Falschfahrten, die durch mechanische Fehlfunktionen von Weichen verursacht werden, möglichst früh erkannt werden kann.
das System ist also:
Es werden nicht die Zungen überwacht, sondern die Auswirkungen einer Falschfahrt.
Fährt ein Zug auf einen falschen Gleisabschnitt (dazu später noch), wird ein NOT-STOP ausgeführt.
Der Anhalteweg beträgt dann ein paar Zentimeter. 

Die in TC vorgesehene Erkennung von Falschfahrten bei Einfahrt in einen nicht erwarteten Block ist bei regem Betrieb zu spät.
Fährt ein Zug in einen nicht erwarteten Block ein, kann dies von TC nur erkannt werden, wenn der Block leer ist.
Nun, da passiert ja an sich nichts schlimmes.

Wenn der Block aber durch einen anderen Zug besetzt ist, oder ein Gegenzug auf der Weichenstrasse entgegen kommt, ist eine Kollision unvermeidbar.

Mein Ziel ist, dieses Risiko soweit es technisch möglich ist, zu reduzieren.

Dazu mein Ansatz:

Das Risiko von Falschfahrten wird hauptsächlich durch Fehlfunktionen der Weichenzungen verursacht.
Entweder wird die Zungenbewegung mechanisch durch z.B. einen verlorenen Kleinteil oder durch ein Schotterteilchen gehemmt, oder der Servo führt die Zungenbewegung nicht aus, da der Antrieb nicht anspricht oder die Steuerung versagt.

Bis jetzt ist mir keine wirksame Möglichkeit gelungen, die faktische Zungenstellung zu überwachen.
Das wäre an sich mein Ziel, ist mir aber noch nicht gelungen.

Als Alternative habe ich hinter jeder Weiche kurze Meldeabschnitte eingebaut, die im Falle einer Falschfahrt ansprechen und das System stoppen.
Dazu das Konzept:


Als Ausgansgpunkt werden zwei Gleis angenommen, die über zwei Weichen (W1 mit Melder 1 und W2 mit Melder 4) miteinander verbunden werden.
Ein Zug soll vom Melder A nach B fahren und dabei die Melder 1 und 2 passieren.
Weiche W1 hat jedoch eine Fehlfunktion, der Zug löst Melder 1 der Weiche W1 zwar aus, fährt dann aber nicht zum Melder 2 und B, sondern zweigt zum Melder 4 ab.

Der NOTHALT wird nun ausgelöst, wenn Melder 4 besetzt gemeldet ist (und zusätzlich die Funktion generell aktiviert ist).
Als Bedingung gilt, dass Weiche W1 gerade geschaltet werden muss.

Das wäre an sich bereits ausreichend, um bei einer Rechts- oder Linksweiche ein Falschfahrt zu erkennen.
Dadurch, dass der Melder 1 NICHT in die Bedingungen aufgenommen wurde, funktioniert das System auch in die Gegenrichtung.
Der NOTHALT wird ausgelöst, bevor eine Weiche aus der Gegenrichtung angeschnitten wird.

Nun kann aber der Melder 4 durch einen Gegenzug ausglöst werden, ohne dass eine Fehlfunktion der Weiche W1 vorliegt.
Wenn z.B. von der letzten Zugfahrt die Weiche W1 noch auf abbiegen gestellt ist und nur eine Zug vom Melder D zum Melder C unterwegs ist, würde der NOTHALT ebenfals ausgelöst werden.

Um das irrtümliche Auslösen des NOTHALTS durch einen Gegenzug zu vermeiden, wird in die Bedingung aufgenommen, dass sowohl der Melder VOR (hier Melder D) und der NACH (hier Melder 3) dem Falschfahrmelder (hier Melder 4) frei sein müssen.

Damit kann sichergestellt werden, dass der Melder 4 weder von einem in Melder D einfahrenden noch von einem aus Melder 3 ausfahrenden Zug geschaltet wird, wenn z.B. nur einer der beiden Melder frei sein müsste.

Welches Restrisiko verbleibt:
Ein Zug soll von A nach B fahren und gleichzeitig fährt ein Zug von D nach C (oder in di andere Ríchtung).
In diesem Fall löst zwar der Melder 4 aus, durch die Bedingungen der freien Melder D und 3 löst der Nothalt nicht aus.
Wenn nun trotzdem die Weiche W1 eine Fehlfunktion hat, wird diese nicht erkannt, was mit einer Frontalkollision endet.

Um diese zu vermeiden, müsste zwischen den Melder 1 und 4 noch ein kurzer Meldeabschnitt eingebaut werden.
Der müsste zumindset die doppelte Länge zwischen Puffer und erster leitender Achse haben, also meist ca 8 cm.
Zusätzlich noch ca 10 cm für dem Bremsweg bei NOTHALT, was in einem Weichenfeld schon kanpp wird.
Vermutlich müsste dazu bereits der abgehenden Gleisstarng gekappt und isoliert werden und in den Meldeabschnitt eingebunden werden..

Dieses Erfordernis tritt in meiner Anlage insgesamt 5 mal auf, ist also handhabbar.

Vielleicht baue ich das noch ein!

Nun Screenshots vom Nothalt, dem Auslöser und den Bedingungen...
Die Melder beziehen sich auf die Gleisdarstellung der vorigen Abbildung!


Auslöser ist der melder M 3-5 und
gleichzeitig muss der Schalter "EIN" sein, mit dem die Funktion generell ein- und ausgeschaltet werden kann.


Der Melder M 3-5 kann durch ZWEI gegenzüge ausgelöst werden.
deshalb die Einbindung mit der Verknüpfung "ODER"


Die Beschreibung zu den Bedingungen


Als OPERATION wird das Makro "Notaus Falschfahrt" ausgeführt.


Diese besteht aus einem Warnton, dem STOP der Anlage und gleichzeitigem "Einfrieren"