ICE 3 - die Leittechnik und das Diagnosesystem

Die Leittechnik und das Diagnosesystem im ICE 3

Skizze der Leittechnik des 403/406

Die Leittechnik übernimmt alle Steuer-, Überwachungs- und Diagnosefunktionen im Zug bzw. Zugverband. Das TCN (Train Communication Network) des ICE 3 besteht aus einem Fahrzeugbus MVB und dem Zugbus WTB. MVB steht für Multi Vehicle Bus und WTB für Wire Train Bus. Das System SIBAS 32 dient zur Steuerung aller wesentlichen Fahrzeugfunktionen. Das System ist leistungsstark durch ein mikrocomputer-gesteuertes Mehrrechnersystem mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Die Leitebene setzt sich zusammen aus:

Zentrale Steuergeräte ZSG
Bremssteuergeräten BSG
Batterieladeeinrichtungen BLE
Der modularen Führerraumanzeige MFA (Baureihe 406: modulare Führerraum-Anzeigegerät Mehrsystem MFM)
TF-PCs mit Displays
Zugfunk
Ausgangsstromrichter ASG
Zugsammelschienen-Umrichter ZSU
sowie die dezentralen Ein- und Ausgaben SIBAS-KLIP

Die Kommunikation dieser Komponenten innerhalb einer Traktionseinheit erfolgt über den MVB. Über Repeater wird die Verbindung von Wagen zu Wagen zum nächsten MVB hergestellt. In den Endwagen ist der MVB über das ZSG mit dem Zugbus WTB verknüpft. Das WTB verbindet alle Traktionseinheiten und Endwagen.

Zentrales Steuergerät ZSG
In jedem Endwagen sind zwei ZSG-Geräte (Master und Slave) untergebracht. Das Master-ZSG in der geführten Traktionseinheit übernimmt die Fahrzeugsteuerung in der eigenen Einheit. Zudem führt es folgende Aufgaben aus:

Hauptschalter- und Stromabnehmersteuerung
Traktions-Sollwertvorgabe für das ASG
Trafoschutz
Störfrequenzüberwachung
Bordnetz- und Hilfsbetriebesteuerung
das intelligente Energiemanagement
Befehlsvorgabe für die Subsysteme, also Türen, Klima und Luftpresser
die Steuerung von dezentralen Ausgaben
ZSG-Gerätediagnose
MVB-Administrator
Anbindung an den Zugbus
und die Diagnose von Peripheriegeräten, die keine Diagnoseereignisse ausgeben

Das Slave-ZSG in der führenden oder geführten Traktionseinheit übernimmt keine Aufgaben. Es dient nur dazu, im Falle einer Störung die Aufgaben des Master-ZSG zu übernehmen.

Zugmaster-ZSG
Das Zugmaster-ZSG befindet sich in der Traktionseinheit mit dem besetzten Führerraum. Es übernimmt neben den Aufgaben des Master-ZSG folgende Aufgaben der Zugsteuerung:

Auswertung der Bedienelemente und Ansteuerung der Anzeigen im Führerpult
Traktionssollwertvorgabe für den gesamten Zug
Automatische Fahr- und Bremssteuerung AFB
Netzstrombegrenzung
Die Ankopplung der Zugbeeinflussungssysteme an die Zugsteuerung
Sifa-Funktionalität
Zentrale Weg- und Geschwindigkeitserfassung ZWG
Steuerung des Systemwechsels, nur bei Baureihe 406
Die Steuerung des Abstell- und Vorbereitungsdienstes
Zugkonfigurationsermittlung

Antriebssteuergerät ASG
Das ASG steuert die Drehstrom-Asynchronmotoren über stufenlose Sollwertvorgaben. Dabei verarbeitet es die vom ZSG über den MVB vorgegebenen Sollwerte, setzt diese in Ansteuersignale für die Leistungselektronik um und überwacht ihre ordnungsgemäße Funktion. Die Bedienung des Zuges ist immer nur über einen Führerstand möglich nach der Betätigung des Fahrtrichtungsschalters. In den anderen Führerständen ist dann eine gleichzeitige Bedienung blockiert.

Für alle für das Fahren und Bremsen notwendigen Funktionen sind im Zug konventionelle Bedienelemente vorhanden. Weitere Funktionen können über die beiden Displays im Führerstand aufgerufen werden. Bei Ausfall eines Displays ist eine Weiterfahrt jedoch grundsätzlich möglich. Über den Fahr- und Bremshebel mit Sollwertgeber lassen sich die Zug- und Bremskräfte stufenlos vorgeben. Je nach Beladung des Zuges ergeben sich daraus die resultierenden Beschleunigungen und Verzögerungen.

Bremssteuergerät BSG
Die Bremssteuergeräte sind in jedem Wagen, im Endwagen jedoch zweimal vorhanden. Sie führen je nach Zuordnung unterschiedliche Aufgaben durch. Dazu gehört z. B. die Steuerung und Diagnose von:

Bremseinrichtungen im jeweiligen Wagen
MVB-Segmentbremsmanger in den Endwagen
und Zugbremsmanager im führenden Endwagen

Diagnosesystem
Das Diagnosesystem soll Störungen lokalisieren und deren Auswirkungen feststellen. Hierzu führen alle Subsysteme im Zug mit eigener Diagnosefähigkeit für ihren Bereich eine vollständige Diagnose durch. Die Ergebnisse der Diagnose werden dann über den MVB (Multi-Vehicle-Bus) an die zentrale Diagnose gemeldet. Von hier aus werden die Daten in Meldungen und Informationen aufbereitet. Die Daten sind einsehbar für das Zugpersonal. Meldungen werden sortiert nach dem Aufgabenbereich unter Angabe von möglichen Abhilfemaßnahmen. Das Instandhaltungspersonal in den Werken erhält die Störungsmeldungen über die Daten-Fernübertragung. Zudem sind diese Meldungen an Service-Schnittstellen auslesbar. Ferner werden die Daten für statistische Auswertungen benötigt. Diese sind besonders wichtig, um mögliche Schäden in Zukunft zu vermeiden oder um das Instandhaltungskonzept zu optimieren. Ferner dienen die Meldungen für technische Weiterentwicklungen.