Steuern&Antreiben

Die Automatisierungstechnik hinter dem Tarzan-Musical

Teil 3: Redundanter Steuerungsaufbau

Für den reibungslosen Ablauf der Show sorgt das von Fülling und Partner entwickelte STC-Navigator-Konzept. Es umfasst von der Steuerung über verschiedene Antriebssysteme bis zum Bedienpult alle Komponenten, um komplette Shows und Bühnenanlagen jeglicher Art sicher zu fahren.

Kern des Konzepts ist ein SIL- 3-zertifiziertes zweikanaliges Steuerungssystem, das diversitär redundant aufgebaut ist: Die Verarbeitung der Steuerungssignale übernehmen zwei mit unterschiedlichen SPS-Prozessortypen ausgestattete modulare Steuerungen vom Typ „Melsec System Q". Sie erfüllen die Funktion getrennter Überwachungs- und Achsrechner, die bei Steuerungen dieser Art weit verbreitet, aber technisch aufwendiger sind.

Mitsubishi

Bewegte Szenen: Zahlreiche elektrische und hydraulische Antriebe bewegen in Theatern die Hebevorrichtungen und Versenkeinrichtungen oder ...

Die Automatisierungsplattform Melsec System Q vereint im Multiprozessorbetrieb bis zu vier CPUModule für unterschiedliche Aufgaben auf einem Baugruppenträger und lässt sich auf der Grundlage einer breiten Palette von E/A-, Sonder- und Netzwerkmodulen flexibel den jeweiligen Anforderungen anpassen.

Die Verbindung der Steuerungen erfolgt über ein steckbares Modul für das deterministische Netzwerk Melsecnet/10, das auf einem redundanten Lichtwellenleiter- Ring beruht und die störungsfreie Kommunikation sicherstellt. Bis zu 100 elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe lassen sich durch eine Steuerungseinheit kontrollieren. Durch Parallelschaltung mehrerer SPS-Systeme ist es möglich, mehrere hundert Achsen und 16 Bedienpulte in das Steuerungskonzept zu integrieren.

Die Kommunikation mit den Antrieben und Bedienelementen geschieht über Profibus-DP. Haupt-, Neben- und Gassenpulte sind zusätzlich über Ethernet miteinander verbunden. Ein Bediener kann unabhängig vom Standort auf alle Antriebe und Funktionen zugreifen, während gleichzeitig der Zugriff auf den anderen Pulten blockiert wird. Zur Wartung und Diagnose ist zudem ein Fernzugriff über ISDN bis hinunter in die Antriebsregler- Ebene möglich.

Fülling und Partner

... wie im Musical Tarzan – die Darsteller in den Flugwerken.

Die geschilderte Steuerungsarchitektur bietet mehrere Vorteile. „Die Verwendung von zwei in Bauart und Leistung unterschiedlichen SPS-Prozessoren, die sich gegenseitig überwachen, trägt dazu bei, systematische Fehler zu vermeiden und reduziert somit die Ausfallwahrscheinlichkeit", erläutert Stephan Hückinghaus und ergänzt: „Zugleich ist ein solches System im Vergleich zu identisch aufgebauten beziehungsweise voll redundanten Steuerungen wesentlich kostengünstiger - für Theater kein unerhebliches Argument."

Der modulare Aufbau erlaubt es zudem, alle Steuerungsaufgaben in einem Theater, von der Einzelsteuerung bis zur Komplettlösung für die Unter- und Obermaschinerie, mit einer einheitlichen Technik zu realisieren. Die Kosten liegen je nach Funktion und Größe der Anlage zwischen etwa 3500 Euro für eine einfache Kettenzugautomation und mehr als 1 Mio. Euro für eine komplexe Bühnensteuerung. Programmiert werden die SPS-Systeme mit der Programmiersoftware GX-IEC-Developer nach IEC 61131-3. Durch diese von der Hardware bis zur Software durchgängigen Standardisierung kann bei technischen Problemen in Notfällen sogar ein Techniker des Steuerungsherstellers helfen.

• Teil 1: Die Automatisierungstechnik hinter dem Tarzan-Musical
• Teil 2: Die Welt hinter dem Dschungel
• Teil 3: Redundanter Steuerungsaufbau
• Teil 4: Ãœber 600 Einsatzbefehle
• Teil 5: Abgestuftes Safety-Konzept
• Teil 6: Die Musical-Spezialisten