Präzise Messdatenerfassung über den gesamten Zug
Moderne Züge sind Hightech auf Schienen: Leistungsfähigere Antriebe, optimierte Fahrwerke, anspruchsvolle Komfortsysteme sowie die Integration von Energieversorgung und Steuerung auf engstem Raum. Diese wachsende Komplexität stellt neue Anforderungen an die Test und Messtechnik: Hunderte Messpunkte müssen erfasst werden – vom Drehgestell bis zum Dachmodul, verteilt über mehrere Wagen.
Zentrale Messsysteme stoßen dabei schnell an Grenzen: lange Kabelwege führen zu Signalverlusten, EMV-Störungen verfälschen Messwerte und die Installation ist aufwendig.
Dezentrale Messsysteme von imc erfassen Signale dort, wo sie entstehen – synchron über alle Messstellen hinweg, robust und mit hoher Signalqualität. So entsteht ein präzises Gesamtbild des Fahrzeugs – ohne lange und aufwändige analoge Sensor-Verkabelung und mit hoher EMV-Robustheit.
Die spezifischen Herausforderungen im Bahnbereich
Schienenfahrzeuge stellen besondere Anforderungen an Messsysteme, die zentrale Architekturen nur schwer erfüllen können:
- Große Distanzen: Analoge Signalleitungen über 100 Meter und mehr führen zu Signaldämpfung, Rauschen und erhöhter Störanfälligkeit
- Bewegliche Verbindungen: Wagenkupplungen erfordern flexible Kabelführung – Verschleiß und Ausfallrisiko steigen mit jedem Meter
- Extreme Umgebungsbedingungen: Temperaturen von -40°C bis +85°C, starke Vibrationen und Schocks, hohe EMV-Belastung durch Hochspannungsleitungen und Antriebselektronik
- Komplexe Topologie: Bei 10 Wagen mit jeweils 50 bis 100 Messpunkten sind 500 bis 1000 Signale anzuschließen – und somit tausende Meter Verkabelung bei zentralen Systemen erforderlich
Dezentrale Messsysteme von imc lösen diese Herausforderungen durch Digitalisierung direkt an der Quelle.
Warum dezentrale Messsysteme für Züge?
Lange Signalwege, Störanfälligkeit oder eingeschränkten Einbauplatz lassen klassische, zentrale Messkonzepte an ihre Grenzen stoßen. Werden die Messaufgaben dagegen im Schienenfahrzeug verteilt, bietet die dezentrale Architektur einige entscheidende Vorteile:
Kürzere Signalwege = bessere Signalqualität
Signale werden direkt an der Quelle digitalisiert – typischerweise im Abstand von wenigen Metern statt über 50 bis 100 Meter. Das Ergebnis: minimale Dämpfung, geringeres Rauschen und deutlich reduzierte EMV-Störungen.
Drastisch reduzierter Verkabelungsaufwand
Statt hunderte Meter analoger Sensorleitungen durch den gesamten Zug zu verlegen, genügt ein digitales Bussystem. Das bedeutet: bis zu 70% weniger Kabelgewicht, einfachere Installation und erheblich geringerer Platzbedarf.
Höhere Zuverlässigkeit
Weniger Kabel bedeuten weniger Fehlerquellen. Digitale Übertragung ist unempfindlich gegen Dämpfung und Störungen. Defekte Module können schnell identifiziert und ausgetauscht werden.
Maximale Flexibilität
Module lassen sich flexibel positionieren, einfach hinzufügen oder umsetzen – ohne das Gesamtsystem neu verkabeln zu müssen. Ideal für Prototypenerprobungen mit sich ändernden Messaufgaben
Wichtige Anforderungen - Dezentrale Messtechnik:
Verteilt Messtechnik bedeutet nicht automatisch synchronisiert oder robust. Prüfen Sie daher folgende Punkte:
- Mikrosekunden-genaue Synchronisation
Einfache Netzwerk-Zeitstempel reichen für präzise Messungen nicht aus - Flexible Versorgung ohne großen Verkabelungsaufwand
Konzepte wie Power-over-Ethernet und lokale Einspeisemöglichkeiten sind wichtig - EMV-robuste Datenübertragung
Bahnumgebungen mit starken elektromagnetischen Feldern stellen höchste Anforderungen - Zentrale Bedienbarkeit dezentraler Module
Die Komplexität darf nicht beim Anwender landen
Nicht alle dezentralen Systeme erfüllen diese Kriterien – fragen Sie daher unbedingt gezielt nach!
Wie imc diese Herausforderungen löst:
imc entwickelt seit über 30 Jahren modulare Messsysteme für verteilte Messaufgaben – mit hunderten erfolgreichen Projekten in der Bahnindustrie weltweit. Von Prototypenerprobungen bis zur Serienzertifizierung: imc Systeme haben sich bei führenden Herstellern und Prüfinstituten bewährt.
Synchronisation auf Mikrosekunden-Ebene
Die dezentral verteilbaren Systeme von imc – wie imc CRONOSflex oder imc ARGUSfit – sind über leistungsfähige, echtzeitfähige Bussysteme vernetzt:
imc CRONOSflex nutzt EtherCAT, einen deterministischen Feldbus für hochpräzise Synchronisation und schnellen Datenaustausch bei hohen Kanalzahlen.
imc ARGUSfit setzt auf eine faseroptische Verbindungen, die störsicher und für große Entfernungen geeignet ist.
Alle imc-Systeme unterstützen präzise Zeitabgleiche über verschiedene Verfahren:
- Synchronisationskabel für kompakte Setups
- GPS- oder IRIG-B-Signal für Langstreckenmessungen
- PTP (Precision Time Protocol) für über Ethernet vernetzte und verteilte Systeme
Ein eigens entwickeltes Verfahren gewährleistet sample-genaue Synchronität über alle Module hinweg – selbst bei mehr als 1.000 Messkanälen verteilt über viele Wagen.
Energie und Daten über ein einziges Kabel
Die CRONOSflex-Module unterstützen Power over Ethernet (PoE) für kompakte Setups: Strom, Daten und Synchronisationssignal werden über ein einziges Kabel geführt. Bei größeren Messsystemen mit vielen Modulen lassen sich Versorgungseinheiten flexibel integrieren – so bleibt die Installation übersichtlich und skalierbar.
Robuste, bahntaugliche Bauweise
Die imc Messsysteme sind für den Einsatz unter rauen Bedingungen entwickelt: schock- und vibrationsfest und optional mit erweitertem Temperaturbereich (-40 °C bis +85 °C) und hoher EMV-Störfestigkeit. Spezielle die imc PROTECT-Serie hält auch extremen Belastungen stand.
Modulare Architektur für jede Messaufgabe
Mit imc CRONOSflex und imc ARGUSfit bietet imc zwei vollständig modulare und verteilte DAQ-Systeme, die flexibel kombiniert werden können, um alle Anforderungen im Bereich der Schienenfahrzeug-Prüfung abzudecken. Beide Plattformen folgen dem gleichen Prinzip: Messmodule werden in der Nähe der Sensoren positioniert, digitalisieren Signale direkt an der Quelle und übertragen sie synchron über den gesamten Zug:
- imc CRONOSflex: Ein hochpräzises, modulares DAQ-System für große Kanalzahlen und anspruchsvolle Tests. Es eignet sich ideal für Zertifizierungen, Validierungen und Messungen über mehrerer Wagons, unterstützt EtherCAT, Power-over-Ethernet und ist verteilbar über große Entfernungen.
- imc ARGUSfit: Ein ultrakompaktes, modulares DAQ-System, das für beengte Platzverhältnisse wie Drehgestelle oder Innenräume entwickelt wurde. Verteil- und vernetzbar über Glasfaserverbindung, gewährleistet es einen störungsfreien Betrieb und hohe Datenraten über große Entfernungen.
Für spezielle Messaufgaben lassen sich diese Systeme nahtlos mit weiteren imc-Lösungen ergänzen:
- imc BUSDAQ: Ein Feldbus-Datenlogger (CAN, MVB, Ethernet usw.), der sich perfekt mit allen imc-DAQ-Plattformen synchronisieren lässt
- imc Telemetry: Zum Erfassen von Messdaten an rotierenden Teilen wie Radsätzen oder Bremsschreiben mit drahtloser Übertragung an die imc Messsysteme
Zusammen bieten die modularen imc-Systeme Ingenieuren eine flexible, verteilte Messarchitektur, die von einzelnen Subsystemen bis hin zu kompletten Zügen skalierbar ist.
Zentrale Steuerung und Echtzeit-Auswertung
Mit der Messsoftware imc STUDIO lassen sich alle verteilten Messmodule zentral konfigurieren, steuern und überwachen - unabhängig davon, ob sie sich im ersten oder letzten Wagen befinden.
Anwender können in Echtzeit:
- Messwerte visualisieren und überwachen
- Messabläufe automatisieren und ereignisgesteuert triggern
- Erste Auswertungen bereits während der Fahrt durchführen
- Grenzwertverletzungen sofort erkennen.
Die nahtlose Integration in imc FAMOS ermöglicht im Anschluss detaillierte Analysen, automatisierte Auswertungen und professionelle Berichterstellung nach kundenspezifischen Vorgaben.
Von der Messung bis zum Bericht – ein durchgängiger Workflow für effiziente Bahnprüfungen.
Nahtlose Integration in bestehende Prozesse
imc Messtechnik fügen sich in Ihre etablierten Entwicklungs- und Testprozesse ein:
- Import von Messstellenliste, Schwellwerten, Metadaten, etc.
- Export in gängige Analyseplattformen (MATLAB, Python, DIAdem)
- Standardformate wie MDF4, CSV, HDF5 für universelle Weiterverarbeitung
- Direkte Anbindung an Datenbanksysteme und Netzwerkspeicher
Erprobungsfahrt vom Prototypen zur Serienreife
Bei der Entwicklung neuer Schienenfahrzeuge werden hunderte Sensoren entlang des Zuges installiert – zur Messung von Dehnungen, Temperaturen und Beschleunigungen. Die dezentralen imc CRONOSflex-Module digitalisieren die Signale direkt an der Quelle und übermitteln sie synchron an die zentrale Basiseinheit. So entstehen Echtzeitdaten über das Verhalten kompletter Funktionseinheiten.
Abnahmeprüfung von Hochgeschwindigkeits-Zügen
Für die Zertifizierung des Frecciarossa 1000 erfasste Italcertifer über 300 Messkanäle – verteilt über mehrere Wagen.
Mit imc CRONOSflex und CRONOScompact-Systemen wurden Beschleunigungen, Kräfte, Temperaturen und Busdaten mit bis zu 100 kS/s pro Kanal synchron aufgezeichnet und in Echtzeit analysiert.
Fazit: Effizient, robust, vernetzt
Dezentrale Messtechnik von imc bietet eine zuverlässige Grundlage, um komplexe Schienenfahrzeuge sicher, effizient und normkonform zu testen. Von der Einzelkomponente bis zum kompletten Zug ermöglicht das modulare Systemkonzept maximale Flexibilität bei minimalem Installationsaufwand.
Ihre Vorteile auf einen Blick:
- Bis zu 70% weniger Verkabelungsaufwand
- Höchste Signalqualität durch Digitalisierung an der Quelle
- Mikrosekunden-genaue Synchronisation über 1.000+ Kanäle
- Bewährt in hunderten Bahnprojekten weltweit
