瑞典最大的混合動(dòng)力渡輪的自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

Tellus 號(hào)是瑞典最大的混合動(dòng)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(yùn) 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(yùn)送 10 萬輛以上的車輛。Danfoss Editron 公司與倍福強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，確保該渡輪能夠持續(xù)提供快速、可靠的運(yùn)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(dòng)解決方案，倍福為其混合柴油/電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化和監(jiān)測(cè)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(jìn)的分布式直流電源系統(tǒng)，功率最高可達(dá) 6 MW。雖然這家船舶系統(tǒng)供應(yīng)商在電力電子和電機(jī)方面依靠自己的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)，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(dòng)控制系統(tǒng)的核心

驅(qū)動(dòng)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(jī)和電池系統(tǒng)進(jìn)行通信。發(fā)電設(shè)備和推進(jìn)系統(tǒng)中的 Danfoss 功率轉(zhuǎn)換器通過 CANopen 連接至用作驅(qū)動(dòng)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(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成一個(gè)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(xiàng)目規(guī)劃和編程階段，倍福硬件支持各種現(xiàn)場(chǎng)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(shì)。”

Editron 控制系統(tǒng)的典型配置包括兩臺(tái) CX9020 嵌入式控制器，直接插接總線端子模塊和防護(hù)等級(jí)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(cè)量，以及采集額外的模擬量信號(hào)。”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(shí)說道。

該控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)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(hào)。這就是 Tellus 項(xiàng)目的基本情況，該項(xiàng)目通過一個(gè)布式 I/O 單元對(duì)用于電力供電的配電柜進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，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(xiàng)目中，使用這樣的分布式裝置有重要意義，因?yàn)樵诖峡捎糜陬~外安裝控制柜的空間往往是有限的。”Jussi Paakkunainen 強(qiáng)調(diào)道。他認(rèn)為，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，簡(jiǎn)化分布式系統(tǒng)部分和控制單元之間的信號(hào)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(shì)明顯

在項(xiàng)目規(guī)劃和編程階段，倍福硬件支持各種現(xiàn)場(chǎng)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(shì)。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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而這往往會(huì)成為決定性的因素，在船上尤其如此。想要在機(jī)艙內(nèi)找到一個(gè)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(hào)上的一個(gè)壁柜中。”

在船舶控制方面，CX9020 負(fù)責(zé)接收來自駕駛室的信號(hào)，并將它們與柴油/電力發(fā)電機(jī)以及電池、逆變器、轉(zhuǎn)換器和電機(jī)控制中的信息一起進(jìn)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(dòng)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(yùn)行。”Jussi Paakkunainen 總結(jié)說道。