Funkkommunikation in der New Yorker U-Bahn senkt die Energiekosten erheblich

Übersicht

New Yorker U-Bahn  

New Yorker U-Bahn

  • Mit einem Streckennetz von 1.320 Kilometern und 469 Stationen ist die New York City Transit (NYC Transit) das größte öffentliche Transportunternehmen Nordamerikas.
  • Täglich nutzen rund 5,6 Millionen Menschen die U-Bahn, die die Stadtteile Brooklyn, Bronx, Manhattan und Queens 7883 Mal pro Wochentag ansteuert.

Anwendung

Stromverteilungskästen  

Stromverteilungskästen versorgen die Heizelemente mit Strom

Bahnstrecken verfügen in der Regel über eine dritte Schiene, die sich außerhalb der Bahngleise befindet. Sie leitet den notwendigen Strom an die Motoren der elektrisch betriebenen Schienenfahrzeuge sowie andere bewegliche Stromverbraucher weiter.

Die dritte Schiene der NYC Transit verteilt 625 V DC nominal, maximal 925 V DC sowie bis zu 4.000 A. Das Transportsystem erhält gleichgerichteten AC-Strom von einer Umspannstation. Schutzschalterstationen und Hochspannungskabel versorgen die dritte Schiene überall mit Gleichstrom. Innerhalb des Systems zweigen dann Leitungen mit 625 V DC ab.

In den Wintermonaten kann es auf der Stromschiene zu Schnee- und Eisansammlungen kommen, die den Zugverkehr stören. Deshalb setzt die NYC Transit an strategischen Punkten außerhalb der Tunnel Heizelemente ein. Bislang wurden diese im Oktober manuell ein- und erst im Mai des folgenden Jahres wieder ausgeschaltet. Die Lösung stellte zudem eine Gefahr für die Sicherheit der Mitarbeiter dar, die die Heizelemente an der Strecke bedienen oder Wartungsarbeiten ausführen müssen.

Lösung

Trusted-Wireless-Ethernet-Geräte  

Trusted-Wireless-Ethernet-Geräte zeichnen sich durch hohe Robustheit und Zuverlässigkeit aus

Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact USA gemeinsam mit Kapsch TrafficCom USA Inc. ein SCADA-System entwickelt, das auf einer drahtlosen Kommunikation basiert und die Verwaltung der neben den Schienen befindlichen Bahninfrastruktur erlaubt.

Die Mitarbeiter können nun aus der Ferne über eine zentrale Bedienoberfläche eine Systemdiagnose durchführen. So ist sichergestellt, dass die Heizelemente stets einwandfrei funktionieren. Zur Überwachung der Feldgeräte sind an ausgewählten Standorten Inline-Steuerungen von Phoenix Contact verbaut worden. Die kompakten SPS, die Daten über das Modbus-TCP-Protokoll austauschen, bieten vielfältige Funktionen.

Je nach Applikationsanforderung lassen sie sich einfach um die jeweils benötigten I/O- und Funktionsmodule erweitern. Einige Steuerungen verfügen über einen Steckplatz für SD-Karten, was das Hochladen und Speichern von Programmänderungen vereinfacht.

Verschiedene Bediengeräte fungieren als primäre Verbindung zwischen dem SCADA-Master und einem Netz von bisher 670 Kontrollpunkten, die verteilt über das gesamte U-Bahn-System montiert sind. Jeder der Kontrollpunkte sammelt, speichert und überwacht die für das SCADA-System relevanten Daten, die über ein im 900-MHz-Bereich arbeitendes Funknetz auf Basis der Trusted Wireless-Technologie von Phoenix Contact an das Kontrollzentrum gesendet werden.

Trusted-Wireless-Ethernet-Geräte kommen zum Einsatz, weil sich die Technologie für SCADA-Applikationen eignet und die besonderen Bedürfnisse ausgedehnter Infrastruktur-Anwendungen aufgreift. Das System ist als selbst heilendes Mesh- und zum Teil als Punkt-zu-Punkt-Netzwerk ausgelegt. Die im lizenzfreien 900-MHz-Frequenzband funkende Technologie zeichnet sich ferner durch hohe Robustheit und Zuverlässigkeit aus. Außerdem überzeugt Trusted Wireless durch die Überwindung großer Entfernungen bis zu mehreren Kilometern, guten Diagnosemöglichkeiten sowie die Koexistenz zu weiteren im gleichen Frequenzband arbeitenden Systemen.

Fazit

Zentrale Bedienoberfläche  

Routinemäßige Systemdiagnosen aus der Ferne

In den vergangenen sieben Jahren war die Lösung zwei Hurrikans, Temperaturen weit unter null Grad Celsius sowie Eis- und Schneestürmen ausgesetzt. Trotz dieser widrigen Bedingungen hat das Wireless-System zuverlässig funktioniert.

Bislang sind mehr als 670 Kontrollpunkte automatisiert worden. Mit der neuen Lösung lassen sich über 1.700 Heizelemente für die dritte Schiene aus dem Kontrollzentrum der NYC Transit sowohl automatisch als auch manuell fernsteuern und -überwachen. Sie verlängert die Nutzungsdauer der Heizelemente bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs. So spart die Behörde fast 12.000 US-Dollar (und bald 15.000 US-Dollar) pro Tag ein, was sich auf mehr als eine Million US-Dollar pro Jahr summiert.

PHOENIX CONTACT AG

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