Gotthard-Basistunnel: Ersatz der Leit- und Steuerungstechnik im laufenden Betrieb

Die Siemens Mobility AG ersetzte im Auftrag der Alptransit Gotthard AG (ATG) im Gotthard Basistunnel die Leittechnik sowie die Steuerungsebene für zwei komplette Gewerke (50Hz und Raumlufttechnik). Im laufenden Betrieb tauschte Siemens vier Kopfrechner sowie alle mit individueller Software bestückten 232 speicherprogrammierbaren Steuerungen. 

Den Anfang des Umbauprojekts ist in der über die Jahre gewachsenen, sehr guten und von gegenseitigem Vertrauen geprägten Kundenbeziehung zu suchen. 

Durch die Projekte «Tunnelleittechnik Gotthard-Basistunnel» und «Erweiterung Ceneri-Basistunnel» verfügte Siemens Mobility AG bereits vor dem Projektstart über umfangreiches Know-how bei der übergeordneten Leittechnik. Neben dem Erstellen der Tunnelleittechnik war die Integration aller sechzehn Subsysteme ein essenzieller Bestandteil des Auftrags. Darüber hinaus legten die Projektbeteiligten stets besonderen Wert auf technische Kompetenz und eine höchst professionelle Zusammenarbeit mit dem Kunden. Für ein solches Grossprojekt, mit seinen unzähligen Beteiligten, ist dies ein Schlüsselfaktor für den Projekterfolg. 

Ersatz der Leit- und Steuerungstechnik, Leistungspakete 31 und 33 

Auf Basis dieser erfolgreichen Zusammenarbeit betraute uns die ATG mit dem Ersatz der Leit- und Steuerungstechnik der Leistungspakete 31 und 33. Im Groben enthalten sie einerseits die Überwachung und Steuerung der 50Hz-Stromversorgung und andererseits die Kälteerzeugung und Raumlufttechnik der Nebenbauwerke.

Komplett-Ersatz der beiden Leittechniksysteme

Für die Siemens Mobility AG bedeutete dies die Projektierung und Lieferung von zwei redundanten Kopfrechnerpaaren, auf denen die Leitebene umgesetzt wird. Weiter lieferte Siemens 232 Steuerungen der neuesten S7-1500-Generation mit passender Software. Es galt, diese auf sechs Standorte und rund 170 verschiedene Räume zu verteilen, zu installieren und zu testen. Die Software, Regelungen der Kältemaschinen und Medienkreisläufe sowie die Geräteüberwachung musste für jede Steuerung erstellt, im Labor geprüft und vor Ort in Betrieb genommen werden.  

Hierfür entwickelte Siemens einerseits ein Projektierungsframework, mit dem sich Teile der Steuerungssoftware erzeugen lassen. Andererseits stellte ein digitaler Anlagenzwilling und automatische, werkseitige Regressionstests eine hohe Softwarequalität sicher. Die hohe Testabdeckung im Vorfeld machte die Umbauarbeiten und Inbetriebsetzung effizient und vermied unnötige Aufwände vor Ort.  

Spezielle Inbetriebsetzung

Die Standorte dieser Anlagen waren eine besondere Herausforderung für die Inbetriebsetzung. Während die Bahntechnikgebäude in Faido und Sedrun bequem wie «normale» Gebäude zugänglich sind, stellten die Anlagen im Speispunkt Amsteg, dem Schachtkopf in Sedrun und der Multifunktionsstelle Faido eine besondere Herausforderung während der Inbetriebsetzung dar. Alle drei Punkte konnten nur über die Wartungstunnel erreicht werden. Zur Multifunktionsstelle Sedrun kommt man zudem nur über einen speziellen Bergwerkslift oder per Zug.

Die hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit der Anlage machten eine Steuerungslogik notwendig, die den Betrieb der Anlagen in jedem erdenklichen Fall möglichst lange aufrechterhält. Denn ein Unterbruch hätte zur Folge, dass der Tunnel innert kurzer Zeit nicht mehr befahren werden dürfte. 

Corona-konforme Installation im laufenden Betrieb

Die Tatsache, dass der Tunnel bereits in Betrieb ist, machte die Planungsarbeiten etwas aufwändiger. Oberste Priorität war stets die Aufrechterhaltung des Bahnbetriebs. 

Der Ausbruch der Corona-Pandemie veränderte den Planungsmechanismus. Das Team musste die Arbeiten nun unter den notwendigen Schutzmassnahmen durchführen. Im Fall eines positiv getesteten Teammitglieds wäre der gesamten Mannschaft Quarantäne auferlegt worden. Deshalb war wichtig, die Anlage in jeder Phase des Umbaus in einem Zustand zu haben, der einen längeren Arbeitsunterbruch ohne betriebliche Einschränkungen ermöglicht hätte. 

Durch den von langer Hand geplanten Umbau sowie die effizienten Prüfsequenzen führte Siemens den Ersatz der Anlagen ohne jeglichen Betriebsunterbruch durch.

Erfolgreicher Abschluss

Im Januar 2021 übergab Siemens Mobility die Anlage zur vollen Zufriedenheit des Auftraggebers. Bis zu diesem Zeitpunkt ersetzte das Team 232 Steuerungen mit total 2544 IO-Modulen und prüfte knapp 10’800 einzelne elektrische Signale. Jede installierte Steuerung prüfte Siemens mit einem umfangreichen Testprozedere, bevor sie abgenommen wurde.