瑞典最大的混合動力渡輪的自動化和驅(qū)動系統(tǒng)監(jiān)測

Tellus 號是瑞典最大的混合動力渡輪，它服務(wù)于連接烏德瓦拉鎮(zhèn)和呂瑟希爾鎮(zhèn)之間約 2 公里長的 Gullmarsleden 航線，每趟可載運 80 輛汽車和 297 名乘客。這條航線是瑞典最繁忙的海上航線之一，每月運送 10 萬輛以上的車輛。Danfoss Editron 公司與倍福強強聯(lián)手，確保該渡輪能夠持續(xù)提供快速、可靠的運輸服務(wù)：Danfoss Editron 公司是芬蘭的造船企業(yè)供應(yīng)商，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)各種電力驅(qū)動解決方案，倍福為其混合柴油/電力驅(qū)動系統(tǒng)的自動化和監(jiān)測提供基于 PC 的控制技術(shù)。

Danfoss Editron 公司為中小型海船和內(nèi)河船提供最先進的分布式直流電源系統(tǒng)，功率最高可達 6 MW。雖然這家船舶系統(tǒng)供應(yīng)商在電力電子和電機方面依靠自己的技術(shù)和專業(yè)知識，但多年來它一直依賴倍福為 Editron 船舶系統(tǒng)提供控制組件。

嵌入式控制器用作驅(qū)動控制系統(tǒng)的核心

驅(qū)動和船舶控制系統(tǒng)分為船尾和船頭系統(tǒng)，它們相互之間、與舵手室中的控制裝置、以及與船體中的柴油發(fā)電機和電池系統(tǒng)進行通信。發(fā)電設(shè)備和推進系統(tǒng)中的 Danfoss 功率轉(zhuǎn)換器通過 CANopen 連接至用作驅(qū)動控制器的倍福 CX9020 嵌入式控制器，控制器之間通過 TwinCAT ADS 通信協(xié)議進行通信。網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計成一個可靠的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

Danfoss Editron 公司系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理 Jussi Paakkunainen 說道：“在項目規(guī)劃和編程階段，倍福硬件支持各種現(xiàn)場總線，并且占用的控制柜空間也非常小，這些都為用戶帶來顯著的優(yōu)勢。”

Editron 控制系統(tǒng)的典型配置包括兩臺 CX9020 嵌入式控制器，直接插接總線端子模塊和防護等級為 IP 67 的分布式 I/O 端子盒。“產(chǎn)品范圍包括數(shù)字量輸入和輸出、溫度測量，以及采集額外的模擬量信號。”Danfoss Editorron 公司系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理 Jussi Paakkunainen 在解釋所需的倍福 I/O 組件產(chǎn)品系列時說道。

該控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，可以根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜性，采用分布式方法采集輸入和輸出信號。這就是 Tellus 項目的基本情況，該項目通過一個布式 I/O 單元對用于電力供電的配電柜進行溫度監(jiān)測，而該單元通過 Ethernet TCP/IP 總線耦合器 BK9050 集成到控制網(wǎng)絡(luò)中。“特別是在改造項目中，使用這樣的分布式裝置有重要意義，因為在船上可用于額外安裝控制柜的空間往往是有限的。”Jussi Paakkunainen 強調(diào)道。他認為，在設(shè)計控制系統(tǒng)架構(gòu)時，簡化分布式系統(tǒng)部分和控制單元之間的信號布線非常關(guān)鍵。

結(jié)構(gòu)緊湊的模塊化控制技術(shù)優(yōu)勢明顯

在項目規(guī)劃和編程階段，倍福硬件支持各種現(xiàn)場總線，并且占用的控制柜空間也非常小，這些都為用戶帶來顯著的優(yōu)勢。CX9020 嵌入式控制器在這里也有用武之地，Jussi Paakkunainen 解釋道：“集成電力電子元器件的 CANopen 接口和基于 TCP/IP 的通信接口在保持結(jié)構(gòu)緊湊性方面具有競爭優(yōu)勢，而這往往會成為決定性的因素，在船上尤其如此。想要在機艙內(nèi)找到一個合適的地方來安裝控制系統(tǒng)并不容易，但倍福的緊湊型硬件意味著我們可以很快克服這一障礙。我們只需將嵌入式控制器和相關(guān)硬件安裝在 Tellus 號上的一個壁柜中。”

在船舶控制方面，CX9020 負責(zé)接收來自駕駛室的信號，并將它們與柴油/電力發(fā)電機以及電池、逆變器、轉(zhuǎn)換器和電機控制中的信息一起進行處理。這樣既可保證所需的螺旋槳速度，也可保證系統(tǒng)性能所需的合適的發(fā)電水平。“混合動力系統(tǒng)的優(yōu)化控制算法與 CX9020 嵌入式控制器一起工作，保障船舶平穩(wěn)、高效、可靠運行。”Jussi Paakkunainen 總結(jié)說道。