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自动化系统是混合推进的关键

导读: E-SHIP2006年由风电设备制造商委托制造的“E-Ship1”采用符合马格纳斯原理的辅助风力推进系统,该船符合环保、能效和可持续发展方面的新标准。无数创新之举在这艘船上得以实现,而智能的自动化解决方案就是最核心的部分。

  E-SHIP2006年由风电设备制造商委托制造的“E-Ship1”采用符合马格纳斯原理的辅助风力推进系统,该船符合环保、能效和可持续发展方面的新标准。无数创新之举在这艘船上得以实现,而智能的自动化解决方案就是最核心的部分。

  由位于Aurich的风电设备制造商Enercon有限公司研发的“E-Ship1”特种运输船配备了四个圆柱形叶轮,叶轮可以借助进风旋转并产生一个推进力,这种推进效率要比传统的风帆高出10倍。这艘特种运输船只需配备15名人员,其运输风电设备的能力比同样大小普通运输船高3倍。针对这种高成本的物流,必须采用一项成熟的船舶控制的自动化技术。

  对自动化系统的要求

  对系统最主要的要求在于,它必须是一套采用冗余结构因而能在最大程度上确保可用性及可靠性飞系统。船舶在内河、港口地区或者风力特别小的情况下航行时,叶轮产生的可用推进力比较有限,因而要求系统能不受水域和风力的影响,确保在风力推进与传统推进之间进行顺利的转换。针对为期几个月的远洋航运,Enercon公司还对系统的故障诊断及维护提出了特别要求。必须快速识别出故障原因,并且这些故障通常可以由船员以最低的成本自行解决。为了在最大程度上利用风能和燃料,并争取以最少的燃料消耗完成运输任务,所以,自动化系统必须符合总线要求、与现用标准兼容并拥有相应的放行证书。西门子公司提供的系统可以满足这些要求,而主要面临的挑战在于将这套自动化技术以最优的方式配置成符合远洋运输的特殊要求。

  控制结构的构想

  西门子公司自动化解决方案基于单个系统组件的冗余结构,从总线层到控制层再到可视化层面。所以,系统采用两套SimaticS7-414H控制系统切换到第二套系统上,即冗余系统,从而可使船舶无故障地持续运行。另外,分别用于两套传统推进系统的两套S7-414H冗余系统,当其中一套系统出现故障时,冗余系统也能够在不影响正常运行的情况下接受控制任务。针对四个叶轮的控制,分别使用一套高可用性的SimaticS7-414H控制系统来控制一个叶轮。如果其中一个叶轮出现故障,那么风力推进系统可以通过其它三个叶轮继续常工作。其它用于连接推进系统和其它传感器和测量仪器等组件的外围设备,则使用20个高可用性的SimaticET200M系统进行控制。

  流程可视化

  除此之外,使用四台WinCC服务器完成服务流程并实现流程可视化,其中有些部分同样采用了冗余结结构。这套系统可以显示船舶所有相关的自动化组件信息。控制舱内、机舱内控制区或者变频区内的每个操作人员,都能以直观的图像显示的方式看到系统的运行状态,并能自动显示组件故障及系统故障。

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