Starker Auftritt

Antriebstechnik

Umrichter – Leistungsstarke Frequenzumrichter sorgen in einem speziellen System für den reibungslosen Ablauf bei Aufführungen im Theater Duisburg.

02. November 2011

Beckett und Brecht, Mozart und Wagner, Goethe und Shakespeare werden auf der Bühne des Theaters Duisburg dargeboten. Auch nach langer Zeit faszinieren ihre Werke weiter das Publikum. Ganz im Gegensatz dazu war zuletzt die Bühnentechnik merklich in die Jahre gekommen.

In der Spielzeit 2010/11 ließ das Haus für Oper, Ballett, Schauspiel und Konzerte deshalb eine neue elektrische Ausrüstung zum Betrieb der Maschinerie hinter den Kulissen installieren. Züge, Gestänge und die übrige bewährte Mechanik sowie ein Großteil der schon länger vorhandenen Getriebemotoren tun zwar weiter ihren Dienst, angesteuert werden sie jetzt aber von einem neuen System des Neusser Branchenspezialisten Unican. Das Unternehmen zählt zu den wenigen Herstellern umfassender Automatisierungs-, Bedien- und Steuerungslösungen für Bühnen aller Art.

Denn handbediente Scheinwerfer, Vorhänge und Bühnenelemente sind in Opern und Theatern längst zur Ausnahme geworden. Heute sorgt komplexe Automatisierungstechnik samt einer Vielzahl von Antriebseinheiten dafür, dass während einer Vorstellung zur rechten Zeit schwere Prospekte zum Wechsel des Bühnenbilds verfahren werden, Spots in Position gebracht oder Sound- und Videoanlagen präzise aufeinander abgestimmt betrieben werden.

Mit dem Open Cue-Paket von Unican rund um die gleichnamige Software erhalten Opern, Theater oder Kongresszentren ein System mit fest installierten oder wahlweise tragbaren Bedienkonsolen. Die Komplettlösung erfüllt Sicherheitsniveau SIL 3. Sie umfasst HMI-Pulte, eine leistungsfähige Software sowie konfektionierte Schaltschränke mit modernen Achs-Controllern, die Dutzende von Antriebseinheiten über neue Frequenzumrichter ansprechen.

Die HMI-Geräte ermöglichen über ihre grafische Oberfläche den komfortablen Zugriff, die laufende Überwachung und eine flexible Show-Programmierung von bis zu 240 Antrieben in Ober- und Untermaschinerie einer Bühne. In Opern und Theatern müssen viele Züge und andere Einrichtungen unmittelbar in der Nähe der künstlerischen und technischen Mitarbeiter – und nicht selten auch unweit des Publikums – betrieben werden. Dass dabei schwere Lasten gehoben und verfahren werden, erhöht das Gefährdungspotenzial. Sicherheitsvorkehrungen zur Vermeidung schwerer Unfälle sind deshalb Pflicht. Meist müssen die sicherheitsrelevanten elektrischen Komponenten das Sicherheitsintegritätslevel SIL 3 gemäß EN 61508 gewährleisten.

Diese Anforderung galt auch im Theater Duisburg für die neu zu installierenden Systeme. Die Modernisierung der Bühne betraf 74 Antriebe der Obermaschinerie, das heißt vor allem solche zum Bewegen von Seil- und Kettenzügen oberhalb des Bühnenraums, sowie 39 Antriebe an insgesamt sechs Podien und Schrägstellern der Untermaschinerie. Für die neue Steuerungslösung installierte Unican drei mobile Bedienpulte mit 2 x 22-Zoll- und ein Pult mit 19-Zoll-Bildschirm, die sich wahlweise aufstellen oder flach auf dem Pult liegend bedienen lassen. Eingaben können sowohl direkt über das Touchscreen-Display erfolgen als auch über die in der Aluminiumkonsole integrierte Tastatur samt hinterleuchteten Sondertasten, zwei Joysticks und einem Trackball. Als Ergänzung zu den festen Plätzen dient ein Handheld-HMI mit 12-Zoll-Touchscreen.

Den größten Teil der Systeminstallation machten jedoch konfektionierte Schaltschränke für die über 100 Antriebe aus. An jedem von ihnen kommt ein Achsrechner der Typreihe ICU zum Einsatz. Diese intelligenten Elektronik-Einheiten arbeiten unabhängig von der Art der angeschlossenen Antriebe, können also prinzipiell neben elektrischen auch hydraulische oder pneumatische Lösungen ansprechen. Die Controller bieten eine doppelte CAN-Schnittstelle, unterstützen CANopen und sind zudem mit zwei Eingängen für SSI-Encoder sowie mit einem eingebauten Not-Aus-Relais ausgestattet.

Mehr als 100 Frequenzumrichter

Im Theater Duisburg steuern die Achsrechner Elektromotoren an. Jeder der mehr als 100 konfektionierten Schaltschränke ist dazu mit einem Frequenzumrichter des Typs SK 535E von Nord Drivesystems bestückt. Gefragt war eine für Bühnenantriebe geeignete, zuverlässige Leistungselektronik, die sich nahtlos in das Unican-Sicherheitskonzept eingliedern ließ und die eine passende Funktionsausstattung zu einem attraktiven Preis verbinden konnte. Die aktuelle Baureihe der Schaltschrankumrichter von Nord bot dafür geeignete Geräte.

Alle Umrichter der Familie SK 500E bringen serienmäßig ein integriertes Bremsenmanagement, Brems-Chopper und Netzfilter sowie sensorlose Stromvektorregelung mit. Mit fünf parametrierbaren Steuereingängen, zwei Analogeingängen, einem Analogausgang und zwei Relaisausgängen bieten bereits die Basisvarianten flexible Anschlussoptionen. Für das Theater Duisburg wurden Geräte der Variante SK 535E in den Baugrößen 5 und 6 mit 11 beziehungsweise 22 Kilowatt Leistung ausgewählt. Zusätzlich verfügen sie noch über je zwei zusätzliche digitale Ein- und Ausgangskanäle sowie einen TTL-Eingang zur Drehzahl- und Drehmomentregelung.

Das Modell SK 535E unterstützt die Funktion »Sicherer Halt« nach EN 954-1 und EN 13849-1 und ist mit einer direkt auf der Platine integrierten CANopen-Schnittstelle ausgerüstet. Zur Ausstattung gehört auch das Posicon-Modul von Nord mit leistungsfähigen Funktionen zur Positioniersteuerung. Wahlweise lässt sich die Steuerkarte von einer externen 24-Volt-Quelle versorgen. Auch bei abgeschalteter Leistung kann der Anwender dann auf Parameterdaten und die Busschnittstelle zugreifen, was die Online-Verfügbarkeit erhöht und auch spezielle Anwendungen wie Evakuierungsfahrten von Aufzügen möglich macht. mk

Erschienen in Ausgabe: 08/2011