Vodní lyžování a wakeboarding jsou atraktivní a netradiční sporty. Jejich většímu rozšíření brání technická náročnost – donedávna byl pro jejich provozování zapotřebí motorový člun. K větší oblibě napomáhá oběma sportům vzrůstající počet areálů, kde je vodním lyžařům k dispozici vlek. Jedním z nejnovějších je areál vodních sportů Cablewakepark v Plačicích u Hradce Králové, kde stojí dva vleky poháněné asynchronními motory řízenými frekvenčními měniči od společnosti Siemens.
Vodní vlek vozí lyžaře nebo wakeboardisty po vodě rychlostí okolo třiceti kilometrů v hodině. Staví se většinou na vodních nádržích nebo zatopených pískovnách a bývají dvojího typu – malé cvičné vleky se dvěma sloupy pro jednoho jezdce a velký se čtyřmi až šesti sloupy, na kterém může jezdit více sportovců. Mezi sloupy je nataženo ocelové lano podobně jako u lyžařských vleků, ale místo kotev nebo teleskopických tyčí s talířky zde najdete další lano zakončené hrazdou, za kterou se jezdci drží. V Česku momentálně stojí podobných vodních vleků necelá desítka.
Vodní vlek vozí lyžaře nebo wakeboardisty po vodě rychlostí okolo třiceti kilometrů v hodině. Staví se většinou na vodních nádržích nebo zatopených pískovnách a bývají dvojího typu – malé cvičné vleky se dvěma sloupy pro jednoho jezdce a velký se čtyřmi až šesti sloupy, na kterém může jezdit více sportovců. Mezi sloupy je nataženo ocelové lano podobně jako u lyžařských vleků, ale místo kotev nebo teleskopických tyčí s talířky zde najdete další lano zakončené hrazdou, za kterou se jezdci drží. V Česku momentálně stojí podobných vodních vleků necelá desítka.
Velký vlek v Plačicích má pět sloupů. Jeho délka je sedm set metrů a dovoluje současnou jízdu sedmi lidem v rozestupech po sto metrech. Unikátní na plačickém vleku je jeho pohon. Na rozdíl od ostatních vleků v ČR, které jsou poháněné stejnosměrným motorem, slouží v Plačicích k pohonu asynchronní motor a frekvenční měnič. Toto řešení bylo zvoleno kvůli jednoduché konstrukci a bezúdržbovému provozu. Asynchronní motor je totiž s použitím frekvenčního měniče snadno regulovatelný. Pro aplikaci byl zvolen motor s výkonem do 37 kW a frekvenční měnič Sinamics G120 od společnosti Siemens. Motor je na věži připojený k oběžnému kolu přes diferenciál s převodem 1:4.
Autorem projektu a hlavním dodavatelem elektrovýzbroje vleku je liberecká firma Eltam, s. r. o., která dlouhodobě využívá komponenty z produktového portfolia společnosti Siemens. Zakázku realizovala pro výrobce vleku, společnost Hradecký písek, a. s.
Sinamics G120 umožňuje obsluze nastavovat požadovanou rychlost vleku a poskytuje jezdcům plynulý rozjezd."
Vydrží i úder blesku
Lano je na vleku umístěno ve výšce deseti metrů. Kovové sloupy vleku tak ční vysoko nad vodní hladinou a při bouřkách bývají snadným terčem elektrického výboje. Je proto potřeba zařízení chránit proti úderu blesku přepěťovou ochranou.
„Díky konstrukci a velké výšce sloupů bylo třeba instalovat poměrně dlouhé přívodní kabelové vedení od měniče k motoru. K zajištění požadovaného stupně odrušení bylo nutné společně se vstupní tlumivkou použít i síťový odrušovací filtr měniče Sinamics G120, na výstupu měniče je pak použit výstupní sinusový LC filtr," popisuje řešení Jan Podrapský, technický poradce ze společnosti Siemens.
Pohon vleku je umístěn ve výšce deset metrů nad hladinou.
Měnič frekvence usnadňuje obsluhu
Pro řízení výkonové části měniče je využita centrála CU250S s možností polohování. Díky připojenému inkrementálnímu sní-mači umožňuje zpětnovazební řízení rychlosti i polohy. Údaj o aktuální poloze mimo jiné využívá i PLC Simatic S7-1200 k výpočtu ujeté vzdálenosti jednotlivých sedmi závěsů a počítají se z ní i ujetá kola daného jezdce od startu jeho jízdy. Když jezdec ujede stanovený počet kol, systém jej vizuálně informuje o ukončení jízdy a automaticky stáhne vlečné lano ze závěsu. Frekvenční měnič Sinamics G120 umožňuje obsluze nastavovat požadovanou rychlost vleku a poskytuje jezdcům plynulý rozjezd po předem stanovené rampě. Rovněž i mechanika stroje díky jeho použití při rozjezdu netrpí žádnými rázy. Polohového řízení lze využít i pro servis vleku. Díky němu není nutné při výměně závěsů složitě odměřovat ujetou vzdálenost, ale stačí jen z panelu zadat požadovanou vzdálenost, po které se má vlek zastavit. Díky frekvenčnímu měniči může obsluha respektovat dovednosti lyžařů nebo wakeboardistů a vlek zrychlit či naopak zpomalit. Vlek se standardně pohybuje rychlostí 30 km za hodinu, ale při pořádání speciálních akcí, jako jsou závody nebo mistrovství republiky v jízdě na vodních lyžích nebo wakeboardingu, je možné rychlost zvýšit až dvojnásobně.
Zastaví do dvou vteřin
Lyžařům k nástupu na vlek slouží molo. Zde je také operátor, který pomocí HMI panelu společnosti Siemens obsluhuje vlek i všechny zakladače a dává jezdcům povel ke startu.
Operátor rovněž neustále sleduje, zda je při jízdách vše v pořádku. „Na ovládacím pultu je umístěné tlačítko central stop, které umožňuje obsluze vlek rychle zastavit. Zastavení je díky brzdnému odporu garantováno do dvou vteřin. K tomu jsme s výhodou použili integrované Safety funkce měniče Sinamics," vysvětluje dále Jan Podrapský.
Nadřazenou jednotkou, která ovládá všechny akční členy vleku a řídí celý proces, je PLC S7-1200. Komunikace mezi PLC, měničem a ovládacími panely probíhá přes sběrnici Profinet. Řídicí aplikace v PLC a ovládací a monitorovací aplikace pro hlavní i servisní panel jsou vyvinuty v softwaru TIA Portal. Obsluha má k dispozici otočný potenciometr, kterým může pohodlně nastavovat rychlost. Ten většinou využívá jen při rozjezdu po nouzovém či standardním zastavení vleku. Po dosažení standardní rychlosti 30 km/h se již většinou rychlost dále neupravuje.
Celkem sedm závěsů upevněných k vlečnému lanu cyklují kolem dokola po sedmi set metrové pevně stanovené trajektorii dané geometrií vleku o pěti sloupech. K unašečům se pomocí pneumatického zakladače připojují vlečné lana. Pneumatický zakladač je umístěn na prvním sloupu, kam se lana dostanou od nástupního můstku pomocí lanovky, poháněné taktéž asynchronním motorem.
Poté co obsluha zadá povel z HMI, pneumatický zakladač založí lano na právě projíždějící prázdný unašeč. Plynulý start nového lyžaře ze startovního mola je zajištěn průvěsem lana. Nežli se lano zcela napne, má jezdec dostatečný prostor na rozjezd. Po ujetí předem stanoveného a kontrolovaného počtu kol je jezdec informován a měl by se na konci kola lana pustit.
Na hlavním sloupu je pak dále pneumaticky ovládaný sběrač, jenž stahuje prázdná lana ze závěsu a vrací je na lanovku, která je zase doveze dolů k operátorovi. Součástí zařízení vleku je i kompresor se zásobníkem stlačeného vzduchu pro pneumatické válce. Je umístěn v elektrorozvodně na pevnině, stejně tak jako frekvenční měnič.
