Licht, Ton und Bewegung: Auf diese Dinge kommt es bei einer modernen Bühnentechnik an. Wenn am Ort der Handlung Bühnenelemente bewegt werden und mitunter erhebliche Lasten über den Köpfen der Akteure schweben, ist Sicherheit von zentraler Bedeutung. Für eine gelungene ­Vorführung müssen alle Bewegungen aufeinander abgestimmt sein. ­Die Technik inklusive Winden und Bandzügen benötigt daher flexible und sichere Steuerungssysteme.

Um Kulissen und andere großen Lasten schnell bewegen zu können, sind im Bereich der Bühnentechnik in der Obermaschinerie oft tonnenschwere Hebezeuge installiert. Für größere Spielstätten kein Problem, kleinere Theater und Spielstätten benötigen jedoch mobile, leichte Band- und Seilzugwinden. „Theaterwinden müssen heute leistungsfähig und flexibel für verschiedenste Anwendungen einsetzbar sein - sowohl für die klassische Obermaschinerie im Theaterbereich als auch in allen anderen Bereichen der Show- und Veranstaltungstechnik", weiß Falko Mißbach, Geschäftsführer der AMW Automatisierungstechnik und Maschinenbau Wendisch. Das Unternehmen aus der Nähe von Dresden bietet Lösungen in den Bereichen Automatisierung und Maschinenbau an. Eines der Spezialgebiete der Sachsen ist die Bühnentechnik.

Partnerschaft für sichere Bühnentechnik

In enger Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Pilz hat AMW eine Lösung für die Bühnentechnik - genauer die Winden- und Seilzugtechnik - entwickelt, die diese flexibler und sicherer macht. Die Winden und Bandzüge von AMW erfüllen dabei höchste Sicherheitsanforderungen und sind in der Lage, das Doppelte ihres Eigengewichtes zu bewegen. Zum Einsatz kommen diese Theaterwinden im szenischen Betrieb unmittelbar im Bereich der Bühne und müssen aus diesem Grund den Anforderungen an die funktionelle Sicherheit nach dem Safety Integrity Level (SIL) 3 der EN IEC61508 entsprechen. Um zu gewährleisten, dass von den Bewegungen der Theaterwinden keinerlei Gefahr für die Akteure auf der Bühne ausgeht, hat AMW eine Lösung für die Bühnensteuerung konzipiert, welches auf dem Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz basiert.

Hauptrolle für die Steuerungstechnik

Mit PSS 4000 lassen sich sehr komplexe Steuerungsstrukturen aufbauen, die dennoch für den Anwender einfach zu handhaben sind. Denn das Automatisierungssystem erlaubt es, die Vorteile einer dezentralen Steuerungsstruktur zu nutzen, ohne die damit üblicherweise verbundene höhere Komplexität in Kauf nehmen zu müssen. Das Automatisierungssystem besteht aus mehreren Hardware- und Software-Komponenten sowie dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p und entsprechenden Netzwerkkomponenten. Das Steuerungssystem PSSuniversal innerhalb des Automatisierungssystems PSS 4000 überwacht sämtliche Funktionen der Windenapplikation, dynamische wie auch statische. Für die verschiedenen Funktionen stehen eine Vielzahl von sicheren und Standard-E/A-Modulen, Basismodulen und Stromversorgungsmodulen in der dezentralen Peripherie zur Verfügung.
Die notwendigen Informationen für die Steuerung liefern die Drehgeber PSENenco von Pilz. Der Standard-Drehgeber zur Bestimmung von Position und Geschwindigkeit wird im Verbund mit den Steuerungen PSSuniversal PLC und den Softwarebausteinen bis SIL CL 3 des Automatisierungssystems zu einem sicheren Drehgeber.

Kurze Reaktionszeiten

Zu den dynamischen Funktionen der Bühnentechnik gehören etwa die Position der Achsen, die Geschwindigkeiten und Beschleunigung, der Gleichlauf mehrerer Achsen und die Nennbelastung sowie das sichere Bremsenmanagement. Statische Funktionen wie Seilende, Schlaffseil und Wickelschutz, genauso wie Not-Halt- und Reparaturschalter, werden ebenfalls sicher überwacht. Bei der sicheren Überwachung wird eine Plausibilitätskontrolle zweier Absolutwertgeber durchgeführt. Die sichere Erfassung der Windenposition macht Hardware-Endschalter für die Seilenden-Überwachung überflüssig.
Schlaffseil- und Übermomentüberwachung erfolgt durch eine sichere Momentmessung, das sichere Stillsetzen der Winde durch die sichere Ansteuerung der Bremse und der antriebsintegrierten Sicherheitsfunktionen in den Servoverstärkern PMCprotego von Pilz. Sie sind in der Lage, Bewegungen genau dort zu überwachen, wo sie entstehen. Reaktionszeiten werden deutlich verkürzt. Das ist besonders bei hochdynamischen Antrieben, wie sie in der Bühnentechnik eingesetzt werden, von hoher Bedeutung für die Sicherheit.
Die Geschwindigkeitsmessung und -überwachung sowie die Überwachung der Beschleunigung ist ebenfalls Bestandteil der Lösung. Die sichere Vernetzung praktisch unbegrenzt vieler Windensteuerungen erfolgt dabei über das Echtzeit-Ethernet SafetyNET p.

Sichere Choreografie

Der Einsatz von PSS 4000 zusammen mit dem Servoverstärker PMCprotego im Bereich sichere Windensteuerungen ermöglicht neben der präzisen Regelung der Servomotoren alle denkbaren Fahrten oder Bewegungen. Zu diesen gehören etwa wegsynchrone oder zeitsynchrone, genauso aber auch asynchrone Gruppenfahrten - also Fahrten, bei denen Achsen ohne gegenseitige Beeinflussung laufen.
Gleich ob Einzelwinde oder Mehrachssystem: Der Einsatz des Automatisierungssystems PSS 4000 im Bereich Bühnentechnik gewährleistet über eine flexible Steuerung und Überwachung im Fehlerfall eine eindeutige Diagnose. „Ein besonderer Vorteil der gesamten Steuerung ist, dass sie auf Basiskomponenten basiert, die ihre Praxistauglichkeit in der Industrie unter Beweis stellen. Wir mussten nicht auf Spezialentwicklungen ausweichen, die das System in Betrieb und Wartung aufwändiger und teurer gemacht hätten", schließt Falko Mißbach.