Sollwert-Regelung der RailXS02
Erweiterung der Sollwertregelung der RailXS02 zur Erreichung der Regelgüte der RailXS04
Das Messsystem RailXS02 der Autech AG erfasst im fahrenden Zug den Zustand der Schienen und liefert die Grundlage für eine zustandsorientierte Instandhaltung der Bahn-Infrastruktur. In der Praxis zeigte sich jedoch, dass die bestehende Sollwert-Regelung die Messlinie des Lasers nicht zuverlässig in der Mitte des Schienenkopfs hält und damit die Messqualität einschränkt. Die Diplomarbeit analysiert den bewährten Regelalgorithmus der RailXS04, übernimmt und adaptiert ihn auf die RailXS02.
Die vorliegende Diplomarbeit im Bildungsgang Elektrotechnik HF an der TEKO Olten wurde in Zusammenarbeit mit der Autech AG erstellt. Sie behandelt die Erweiterung der Sollwert-Regelung des Messsystems RailXS02 mit dem Ziel, dessen Regelgüte auf das Niveau der RailXS04 zu heben.
Ausgangslage:
Die RailXS02 erfasst im Fahrbetrieb Schienenprofile und unterstützt die zustandsorientierte Instandhaltung der Bahn-Infrastruktur. Die bestehende Sollwertregelung kann die Messlinie des Lasers jedoch nicht zuverlässig in der Mitte des Schienenkopfs halten, was zu eingeschränkter Messqualität und zusätzlichem Aufwand führt. Ziel des Projekts ist es, den bewährten Regelansatz der RailXS04 auf die RailXS02 zu übertragen und ohne Hardwareänderungen eine vergleichbare Regelgüte zu erreichen.
Vorgehen:
Die Projektarbeit folgt einem vierphasigen Vorgehen mit Analyse, Konzept, Realisierung und Abschluss. Zunächst werden RailXS02 und RailXS04 technisch verglichen und mehrere Lösungsvarianten für die Sollwertregelung entwickelt und bewertet. Auf dieser Basis wird die Übernahme des Regelkonzepts der RailXS04 ausgewählt, in die Softwarestruktur der RailXS02 integriert, parametrisiert und mittels Modul-, Integrations- und Praxistests auf der realen Anlage verifiziert. Eine abschliessende Betrachtung der Wirtschaftlichkeit rundet das Vorgehen ab.
Ergebnisse:
Die Sollwertregelung der RailXS04 konnte erfolgreich auf die RailXS02 übertragen und stabil in Betrieb genommen werden. Die Messlinie des Lasers bleibt im Fahrbetrieb innerhalb des geforderten Toleranzbandes, wodurch die Regelgüte und die Messqualität deutlich verbessert werden. Die Tests bestätigen ein ruhigeres Systemverhalten und eine höhere Betriebssicherheit. Die Zielüberprüfung und die Kosten-Nutzen-Analyse zeigen, dass die gewählte Lösung technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist und einen klaren Mehrwert für den Einsatz der RailXS02 bietet.
Ausblicke:
Auf Basis der stabilen Sollwertregelung bieten sich weitere Optimierungen an, etwa eine seitenweise Entkopplung der Regelung sowie eine feinere Parametrierung auf Grundlage zusätzlicher Praxiserfahrungen. Zudem kann die nun klar strukturierte Regelungslogik genutzt werden, um erweiterte Plausibilitätsprüfungen und eine verbesserte Fehlererkennung zu realisieren. Langfristig dient das erarbeitete Konzept als Grundlage, um ähnliche Regelstrategien auf weitere RailXS-Varianten oder zukünftige Mehrachsensysteme zu übertragen.
Bafti Krasniqi
Ich habe eine Ausbildung als Automatiker abgeschlossen und bin im Sondermaschinenbau bei der Autech AG in Rupperswil tätig.
bafti.krasniqi@autech.ch
