Multi-System Betrieb
Zuletzt geändert: 10. Juni 2012
Einer der Pläne für meine Anlage war der, dass auf den selben Gleisen Fahrzeuge verschiedener Systeme fahren sollen, und zwar sowohl 2- und Mittelleiter als auch analoge und digitale Fahrzeuge. Hintergrund ist vor allem, dass ich unter allen Fahrzeugen für meine Spurweite wählen will und alte, analoge Fahrzeuge nicht umgerüstet werden müssen.
In der Vergangenheit hatte ich bereits Wagons für das 2-Leiter-System auf Märklin-Schienen laufen, was nie ein Problem darstellte.
Dementsprechend ist die Entscheidung dies so zu machen auch schon gefallen bevor ich weitere Test machte. Inzwischen fährt auch der 2-Leiter Railjet von Jägerndorfer in voller Länge mit Steuerwagen voran über mein kurviges und unebenes Layout.
Voraussetzungen
Man kann sich natürlich vorstellen, dass das ganze etwas komplizierter wird. Zusätzlich zu den Voraussetzungen konventioneller digitaler Anlagen gibt es noch einiges mehr zu tun:
- Schienen und Weichen müssen sowohl elektrisch richtig getrennt, als auch mit Mittelleiter ausgestattet sein. Mehr dazu hier
- Die einzelnen Blockabschnitte müssen zueinander isoliert, und die Stromzufuhr zum Gleis muss je nach Fahrzeug richtig geschaltet werden.
- Ein fix installierter Fahrzeug-Decoder zum digitalen Steuern analoger Fahrzeuge. Dieser sollte leistungsfähig und gut gegen Kurzschlüsse gesichert sein.
- Zumindest Bahnhofs- und Abstellgleise müssen stromlos geschaltet werden können um analoge Fahrzeuge abzustellen während ein anderes fährt.
- Analoge Mittelleiter-Fahrzeuge fahren zwar mit Gleichstrom genauso gut, allerdings ist zum Richtungswechsel ein 24V-Impuls notwendig, der den Umschalter zieht. Das Umpolen der Gleichspannung würde nichts bewirken.
- 2-Leiter Fahrzeuge benötigen Kehrschleifen-Module, die beim Durchfahren einer Kehrschleife die Spannung umkehren. Digitale Fahrzeuge kommen damit problemlos klar, im Analogbetrieb wird das etwas komplizierter…
- Für die Anlagensteuerung ist mit Sicherheit PC-Software erforderlich. (die ist nebenbei auch gegen eine freiwillige Spende erhältlich, im Gegensatz zum Wucherpreis handelsüblicher Digitalzentralen…)
Wie Schaltung und Steuerung aussehen, soll hier behandelt werden.
Anschluss der Gleise
Wie bereits erwähnt ist es notwendig jeden Block der Anlage elektrisch zu isolieren und Schienen sowie Mittelleiter einzeln zu verkabeln.
Unter der Anlage müssen die richtigen Kabel aus der richtigen Ringleitung (digital, analog und gemeinsame Masse) versorgt werden:
- Als erstes wird mit Sven Brandts Relais 8-V zwischen Analog- und Digital-Betrieb Gewechselt.
- Bei Gleisen, auf denen analoge Fahrzeuge zum stehen kommen können ist dann ein Relais notwendig, mit dem die Versorgungsspannung unterbrochen werden kann.
- Direkt vor dem Gleis ist ein Relais mit zwei Umschaltern platziert: Ein Umschalter schaltet eine Schiene zwischen Masse und Versorgungsspannung. Der zweite schaltet am Mittelleiter die Versorgungsspannung ein und aus, was eigentlich eher eine Vorsichtsmaßnahme darstellt. Die Zweite Schiene kann direkt mit Masse verbunden werden.
Kleinen Tipp für Anfänger (wie ich einer war): bei zweigleisigen Strecken die Masse-Schiene bei beiden Gleisen auf der gleichen Seite anschließen, nicht etwa beide außen. Das macht dann auch das Wechseln auf die andere Spur im 2-Leiter Betrieb erst möglich. - Nur bei Kehrschleifen kommt danach noch ein Kehrschleifenmodul zum Einsatz.
Um nicht viel rumlöten zu müssen verwende ich für diverse Relais Relais-Platinen von Conrad. Angesteuert werden sie von Sven Brandts LED-Decoder mit Montage-Platine.
Am Ende sieht der entsprechende Ausschnitt im Verkabelungsplan so aus:
Einen Sonderfall bilden Kreuzungsweichen und ggf. daran angrenzende Weichen, die nicht eindeutig zu einem Block zugeordnet werden können. Für diejenigen braucht es einen Umschalter, der Mittelleiter und eine Schiene je nach Stellung der ausschlaggebenden Weiche mit einem von zwei angrenzenden Blöcken zusammenschließt.
Ganz wichtig um sich im Kabelsalat am Ende noch zurecht zu finden ist ein durchgängiges Farbsystem!
Mein kompletter Verkabelungsplan als PDF (150kB).
Hardware zur Steuerung analoger Fahrzeuge
Zum Ansteuern der analogen Fahrzeuge kommt am besten ein für Gartenbahnen ausgelegter Lok-Decoder zum Einsatz. Diese bringen in der Regel einen guten Kurzschluss-Schutz mit und bestimmt genügend Leistung für alle analogen Fahrzeuge die so kommen mögen. Praktisch ist außerdem zumindest ein Funktionsausgang, an dem ein Umschalt-Relais für den Richtungswechsel-Impuls für AC-Lokomotiven angeschlossen werden kann.
Der Decoder, in meinem Fall ein Massoth eMOTION XL, wird mit den Gleis-Eingängen zu einem eigenen Booster verdrahtet. Um einen gemeinsamen Booster verwenden zu können, wäre dafür eine eigene Masseleitung für die analoge Fahrspannung notwendig, was den Aufwand vervielfältigen würde.
Der Minus-Pol des Motorausganges wird direkt mit der Masse-Ringleitung verbunden. Der Plus-Pol führt erst zum Öffner-Kontakt des Relais für den Umschalt-Impuls. Zwischen Schließer und Masse kommt eine 24V Wechselstrom Spannungsquelle. Am gemeinsamen Kontakt ist die analoge Fahrstrom-Ringleitung angeschlossen.
In der Konfiguration des Decoders kann die Anfahrspannung (CV 2) etwas höher eingestellt werden.
Die Lastregelung des Decoders sollte man deaktivieren. Sie mag zwar grundsätzlich zum funktionieren gebracht werden, durch die unterschiedlichen Charakteristika verschiedener Fahrzeuge und etwaiger zusätzlicher Verbraucher wie Innenbeleuchtungen etc. ist sie aber vermutlich nicht sinnvoll einsetzbar.
Mit dieser Konfiguration ist es mir übrigens nicht geglückt, eine mit Decoder ausgerüstete Lokomotive im analogen Betrieb zu steuern. Der Lokdecoder erzeugt die gewünschte Spannung mit hochfrequenten Impulsen, und damit kann der Decoder in der Lok wohl nichts anfangen, im Gegensatz zur Spannung eines analogen Trafos.
PC-Steuerung mit Rocrail
Mein Rocrail Gleisplan-File zum Download (gezippt, 14kB).
Rocrail-Kenntnisse vorausgesetzt ;-)
In Rocrail ist für die ganze Hardware natürlich eine Menge Logik notwendig:
- Jedes Relais in der Anlage muss in Rocrail als Ausgang angelegt werden. Das heißt pro Block ein Ausgang für digital/analog Umschaltung und einer für Mittelleiter/2-Leiter Umschaltung. Bahnhofs- und Abstellgleise brauchen noch einen zum Ausschalten der Spannung und Kehrschleifen einen für das Kehrschleifenmodul.
- Für jeden Ausgang müssen in weiterer Folge Aktionen zum Einschalten und Ausschalten definiert werden.
- Anschließend sind für jeden Block Regeln zu definieren, wann welcher Ausgang ein- bzw. ausgeschaltet (respektive die entsprechenden Aktionen ausgeführt) werden sollen.
Zum Auslösen der richtigen Aktionen ist es notwendig, jeder Lok ihr System zuordnen zu können. Am einfachsten geschieht dies, indem man jede Lokomotive je nach ihrem System eine Adresse aus einem bestimmten Bereich zuordnet.
Analoge Fahrzeuge haben als Adresse jene des fix verbauten Decoders. Zur Unterscheidung des Systems benütze ich einen am Decoder physisch nicht vorhandenen Funktionsausgang.
So sind bei mir die Loks wie folgt aufgeteilt:
- 101-150 sind digitale Mittelleiter-Fahrzeuge,
- 151-200 sind digitale 2-Leiter-Fahrzeuge,
- 250 belegt der in der Anlage fix installierte Decoder:
- 250 und f7 aus bedeutet analog Mittelleiter,
- 250 und f7 ein bedeutet analog 2-Leiter.
Vormals verwendete ich für analoge Fahrzeuge ebenfalls unterschiedliche Adressen in definierten Bereichen, gemeinsam mit einer Virtuellen Zentrale und den analog-Decoder als Mitglied in der Mehrfachtraktion. Allerdings sind so die Werte für V_Min, V_Mid und V_Max nicht individuell einstellbar. Es sind immer jene des Decoders wirksam.
Rocrail Ausgänge und Aktionen definieren
Nachdem in Rocrail der schematische Gleisplan erstellt wurde müssen die Ausgänge angelegt werden. Zur Übersicht und für die manuelle Bedienbarkeit ist es dringend zu empfehlen diese sichtbar am Gleisplan neben das Blocksymbol zu platzieren. Zur Übersicht in den Einstellungen am besten systematisch benannt mit Blockname und Funktion. So heißen bei mir die Ausgänge für den Bahnhofs-Block B01:
- aB01-2l zum umschalten von Mittelleiter auf 2-Leiter, (Relais am LED-Decoder)
- aB01-analog zum umschalten von Digital- auf Analog-Betrieb (Relais 8-V)
- aB01-aus zum Ausschalten der Spannung (Relais am LED-Decoder)
- Bei Kehrschleifen kommt dann noch der Ausgang fürs Kehrschleifenmodul hinzu, z.B. aN02-kehr.
Anschließend müssen pro Ausgang je zwei Aktionen definiert werden: einer zum Ein- und einer zum Ausschalten. Für die oben genannten Ausgänge sind dies bei mir
- B01-2l, B01-analog, B01-aus und N02-kehr zum Einschalten und
- B01-re2l, B01-reanalog, B01-reaus und N02-rekehr zum Ausschalten des entsprechenden Ausganges.
Sobald für einen Ausgang jeder Type die Aktionen definiert und im Plan-File abgespeichert sind, kann man diese, um sich die Arbeit zu erleichtern, mit einem Text-Editor kopieren. Dazu Rocrail, respektive Rocview, beenden und das Plan-File im Texteditor öffnen (am Besten eine Sicherungskopie anlegen). Nach Ausführen einer Suche nach dem Aktionsnamen, sollte man etwa folgende Zeilen finden:
<ac id=“B01-2l” prev_id=“B01-2l” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“on” oid=“aB01-2l” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
<ac id=“B01-re2l” prev_id=“B01-2l” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“off” oid=“aB01-2l” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
<ac id=“B01-analog” prev_id=“B01-analog” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“on” oid=“aH01-analog” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
<ac id=“B01-reanalog” prev_id=“B01-reanalog” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“off” oid=“aB01-analog” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
<ac id=“B01-aus” prev_id=“B01-aus” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“on” oid=“aB01-aus” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
<ac id=“B01-reaus” prev_id=“B01-reaus” timed=“false” random=“false” hour=“0” min=“0” cmd=“off” oid=“aB01-aus” actiontime=“0” param=”“ timer=“0” type=“co”/>
wobei ac für Action steht, das id-Tag beinhaltet den Namen der Aktion und oid beinhaltet in diesem Fall den Ausgang der geschaltet werden soll, cmd sagt ob ein oder aus.
Für jeden weiteren Block kann man nun die nötigen Aktionen nochmals einkopieren und jedes Vorkommen des Blocknamens darin entsprechend ändern. Es empfiehlt sich, die einzelnen Einträge nach der id sortiert einzufügen, aber immer innerhalb von <aclist> und </aclist>.
Nach dem Abspeichern und dem neuerlichen Starten von Rocrail sollten alle kopierten Aktionen in der Aktions-Tabelle enthalten sein.
Aktionssteuerung
Sobald alle Aktionen definiert sind, kann für jeden Block in der Aktionssteuerung definiert werden, wann welche Aktion ausgeführt werden soll. Wie die Namen der Aktionen etc. nahe legen, habe ich digitale Mittelleiter-Fahrzeuge zum Standard erklärt. Für jede Abweichung davon ist eine Aktion nötig, am Beispiel von Block B01:
2-Leiter-Fahrzeuge werden daran erkannt, dass ihre Adresse 151-200 ist oder 250 mit eingeschaltetem Ausgang F7. Daher die Einträge:
Aktion B01-2l, Status reserved. Bedingung: Lok mit Status #151-200 ODER Status #250 und fon,7. Wegen der oder-Verknüpfung sind also 2 Aktionseinträge notwendig.- Die gleichen Aktionen kann man nochmals einfügen, nur mit dem Status depart. Das ist nur zur Sicherheit, falls während eines Aufenthaltes versehentlich ein Ausgang geschaltet wurde…
- Aktion B01-re2l, Status free. Bedingungen werden hier nicht benötigt.
Das Relais wird abgeschaltet, sobald der Block wieder frei ist. Das schont den Stromkreis und man kann sich zusätzliche Auslöser beim Einfahren von Mittelleiter-Fahrzeugen sparen.
analog-Betrieb wird an der Lok-Adresse 250 erkannt, also:
- Aktion B01-analog, Status reserved. Bedingung: Lok mit Status #250
- Wie oben das Selbe nochmal, mit Status depart
- Aktion B01-reanalog, Status free zum Abschalten.
zum Abschalten der Stromzufuhr bei entsprechend ausgerüsteten Blöcken:
- Aktion B01-aus, Status occupied. Bedingung: Lok-Adresse #250.
- Aktion B01-reaus beim Status depart.
Kehrschleifen werden weiter unten gesondert behandelt.
Nachdem dann Rocrail/Rocview beendet wurde, findet man im Plan-File den Eintrag (hier gekürzt)
<bk id=“B01” x=“22” y=“10” z=“0” . . . . . . >
<fbevent . . . />
. . .
<actionctrl id=“B01-2l” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“reserved” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#151-200” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-2l” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“reserved” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#250” type=“lc”/>
<actioncond id=”*” state=“fon,7” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-2l” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“depart” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#151-200” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-2l” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“depart” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#250” type=“lc”/>
<actioncond id=”*” state=“fon,7” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-re2l” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“free” bkid=“B01”/>
<actionctrl id=“B01-analog” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“reserved” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#250” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-analog” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“depart” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#250” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-reanalog” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“free” bkid=“B01”/>
<actionctrl id=“B01-aus” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“occupied” bkid=“B01”>
<actioncond id=”*” state=”#250” type=“lc”/>
</actionctrl>
<actionctrl id=“B01-reaus” reset=“true” auto=“true” manual=“true” state=“depart” bkid=“B01”/>
</bk>
Hier stehen innerhalb des Blockes (<bk id=“B01”… bis </bk>) die eingetragenen Aktionssteuerungen (actionctrl) mit den Bedingungen (actioncond).
Die Aktionssteuerungen können nun in allen weiteren Blöcken einkopiert und diverse Bezeichnungen geändert werden. Ausschalter natürlich nur wo benötigt.
Bitte unbedingt auf Groß/Klein-Schreibung achten!
Kehrschleifen
Die von mir verwendeten
Kehrschleifenmodule V1.3 aus dem OpenDCC-Projekt werden mit Hilfe eines Weichendecoders ebenfalls über Ausgänge geschalten.
Je nachdem wie das Modul angeschlossen ist und in welche Richtung der Block durchfahren wird muss das Modul bei Reservierung des Blockes bzw. der Fahrstraße ein- und zwischen Einfahrt und Verlassen des Blockes wieder ausgeschalten werden oder umgekehrt. Über Bedingungen kann man festlegen, dass dies nur für 2-Leiter-Fahrzeuge gemacht wird.
Für analoge 2-Leiter-Fahrzeuge wird es ein bisschen komplizierter:
- die Lok muss angehalten und nach dem Umschalten der Kehrschleife wieder gestartet werden.
- Die Kehrschleife darf erst geschalten werden, wenn die Lok steht.
- die Richtung der Lok muss umgekehrt werden, oder anders gesagt: die Lok muss in die entgegengesetzte Richtung wieder losfahren.
Die Richtungsumkehr lässt sich über eigene Fahrstraßen realisieren. dazu
- als Erstes bei den “normalen” Fahrstraßen, die als Zielblock den Kehrschleifenblock haben, unter Berechtigungen alle analogen 2-Leiter ausschließen (untere Liste),
- für jede dieser Fahrstraßen eine neue Fahrstraße anlegen mit folgenden Unterschieden:
- beim Nach Block die Einfahrseite umgekehrt zur Realität setzen,
- danach Platzierung ändern auswählen,
- unter Berechtigungen alle analogen 2-Leiter zulassen (obere Liste).
Anhalten und wieder Losfahren geschieht über eigene Aktionen, die vom Block ausgelöst werden:
- Aktion w-stop: Type Lokomotive, Kennung leer, Befehl stop.
- Aktion w-start: Type Lokomotive, Kennung leer, Befehl go, Timer 3000ms (zumindest lang genug damit der Zug anhalten kann).
In der Aktionssteuerung des Kehrschleifenblockes:
- w-stop beim Status reserved mit Bedingung #250 und fon,7
- w-start beim Status occupied mit Bedingung #250 und fon,7
Die Kehrschleifenmodule können entweder über Blöcke oder über Fahrstraßen geschalten werden. Über Fahrstraßen ist vieles einfacher, aber manches nicht möglich. Deshalb benutze ich eine Kombination:
- Die Fahrstraßen zur Kehrschleife setzen das Kehrschleifenmodul vor Einfahrt (Status lock) mit der entsprechenden Aktion. Die eigens für analoge 2-Leiter angelegten Fahrstraßen ohne Bedingung (weil sonst nicht benutzt), die anderen nur für Loks im Adressbereich #151-200.
- Die Fahrstraßen von der Kehrschleife setzen das Modul beim Status lock nur für analoge 2-Leiter, also Bedingungen Lok-Status #250 und fon,7. Nachdem diese Fahrstraßen erst beim wieder Losfahren gesetzt werden, wird das Kehrschleifenmodul erst dann geschalten.
- Der Block setzt beim Status occupied nach entsprechender Einfahrseite das Kehrschleifenmodul für Loks mit Status #151-200. Leider ist dies über Fahrstraßen zu diesem Zeitpunkt nicht möglich wenn der Zug nicht hält.
- Der Block schaltet außerdem beim Status free das Kehrschleifenmodul aus (Aktion BLOCK-rekehr).
Ungelöste Probleme mit analogen Fahrzeugen
Sperren analoger Fahrzeuge: Nachdem es nur einen fix installierten Decoder gibt, kann auch nur eine analoge Lok zur gleichen Zeit gefahren werden. Zum Verhindern, dass weitere analoge Loks losstarten müssen diese deshalb deaktiviert oder ähnliches werden bis diese eine
Lok wieder auf ein Gleis mit Stromabschaltung kommt. Wie das zu bewerkstelligen ist, ist mir bisher noch unklar.
Ein Ansatz:
- Jede analoge Lok stoppt bei Abfahrt über Aktionen jede andere analoge Lok.
- Jeder abschaltbare Block startet bei Ankunft einer analogen Lok über Aktionen alle analogen Loks.
Probleme dabei:
- wenn eine Lok nicht abfahren soll muss sie deaktiviert werden.
- wenn man eine Lok im Bahnhof anhalten will, wird sie bei Ankunft sofort wieder gestartet und fährt unter Umständen sofort wieder los.
Wäre es möglich, eine Lok per Aktion zu deaktivieren (auf “hold” setzen), wäre das wohl die Lösung.
Richtungswechsel von Mittelleiter-Fahrzeugen: die brauchen zum Richtungswechsel bekanntlich einen 24V-Impuls. Dafür sorgt ein Relais, das an einem Funktionsausgang am stationären Decoder angeschlossen und per Aktion für 1-2s aktiviert wird.
Zu diesem Zweck wurde mir mit Rocrail Rev. 2704 dankenswerter Weise bereits der Status “dirchange” bei Lokomotiven eingebaut. Leider funktioniert das bisher nur im manuellen Betrieb einwandfrei. Im Automatik-Betrieb wird ja nicht die Fahrtrichtung sondern die Platzierung geändert.