德國不來梅的BESI提供的側傾平衡系統為船舶“保駕護航”。
陸地移動式起重機的穩定性相對容易控制;通常根據載重設置適宜的配重,數分鐘后,液壓支撐桿延展數米,從而保持平衡。然而,體積龐大的重型貨物通常通過水路運抵目的地。由此產生的問題是,由于海面并不穩定,船載起重機如何保障穩定性。由平衡泵、閥門和壓載水艙構成的系統用于保障貨船和商船保持直立。這種通常稱為“側傾平衡泵”的系統可以避免船體在載荷分布不均時傾斜。BESI的專家將WAGO的PFC200控制器與適用于易爆和非易爆區域的I/O-SYSTEM 750相結合,對其進行控制。
MPV起重機(如BBC AMBER)專為運輸體積龐大的重型貨物而設計。側傾平衡系統保障穩定性。
這些辨識度極高的船只被稱為“MPV起重機”,其特征是甲板上至少裝配兩座大型起重機。這些多用途船舶專為運輸體積龐大的重型貨物而設計。據BESI首席技術官Michael
Borchers介紹,此類船舶運輸的貨物包括火箭零部件、汽輪機甚至整節火車。以在建的新工程為例,一臺“MPV起重機”所配兩座吊車的起重能力超過1500噸。此類船舶搭載的傾斜補償系統需要根據其承載能力進行相應配置。
“整個船尾區域分布補償水艙,系統可以快速、精確地排放壓艙水或將其注入水艙,”Borchers解釋到。這是船舶在裝載和卸貨過程中保持平衡的唯一方法。提升貨物和通過泵進行補償同步進行。因此,裝載過程的移動速率只能與側傾平衡泵通過壓艙水進行重量補償的速率相同,但據Borchers所言,該過程仍應該盡快結束,從而維持短暫的物流時間。
然而,無論何時,傾斜補償系統的可靠運轉始終是重中之重。
如果一臺泵突然停止工作,整條船可能以極快速度翻轉,”Borchers說到。船只隨即發生傾覆,更為通俗易懂的描述是像烏龜一樣“四腳朝天”。
如果側傾平衡系統中斷,則將重物起吊至甲板時,起重機操作員無法迅速做出反應,難以在恰當時間釋放重物。”由于船舶可將碼頭作為配重,因此在出現緊急情況時,仍可在碼頭釋放吊鉤上的重物。但上述操作在海面卻無法實現,因為負載將直接撞擊船體。
?我們可以在兩種區域使用同一系統,而且該系統在兩種環境中的功能和編程方式完全一致,從而顯著簡化我們的工作。
Michael Borchers是不來梅BESI的首席技術官。
上述場景詳細解釋了BESI為何尤為倚仗值得信賴的技術以及為何在系統中裝配冗余充足的方案。為了控制“流程管理”過程,這家位于不來梅的公司使用采用冗余和空間分布式功能網絡配置的WAGO
PFC200控制器。BESI在流程管理模式下將側傾平衡系統以及水艙的測量、控制和監測進行整合。由于大型商船和集裝箱船的燃料消耗量極大,為了便于船舶在航行過程中保持穩定從而提升能源效率,必須定期轉移燃料和壓艙水。船舶入港后,側傾平衡系統根據側傾傳感器自動運行。當船舶在海面航行時,需要手動補償燃料和壓艙水間的重量。 任何自動化系統均無法隨時對海浪高度進行完全補償,”Borchers解釋說,“海浪的高度不斷變化,無法進行預測。”因此,當船舶在海面航行時,禁止電子側傾補償系統自動運行。因此,當游輪在波濤洶涌的大海中航行時會伸出減搖鰭,通過增大阻力提供慣性,從而以機械方式穩定船體。
水艙、管道、泵、閥門配件等BESI的流程管理組件如同一條主動脈,由貨船和商船的船頭貫穿至船尾。由于采用細粒狀分布方式,易爆區域可能也會安裝子系統,因此BESI的自動化系統必須使用通過Ex-i認證的本質安全組件?!耙妆瑓^域根據布線裝置的鄰近環境進行劃分。例如,附近存在燃料罐,”Borchers解釋說。在I/O-SYSTEM
750內,WAGO提供了一種特殊產品型號。該產品外殼為藍色,外觀有別于標準模塊。雖然這些藍色Ex-i模塊專為潛在的易爆區域而設計,但其功能與標準模塊相同,二者的編程方式也沒有差異。 我們可以在首選的軟件環境中針對易爆和非易爆區域的控制技術進行編程,無需在不同系統中建立復雜鏈接”Borchers說道。這意味著BESI的工程師不必建立二級或三級系統,可以統一對所有模塊進行編程,使用IEC
61131-3
(CODESYS)的標準語言即可完成這項操作。這種一致性賦予BESI的優勢在于軟件工程師無需考慮側傾平衡系統組件是安裝于危險區域還是非危險區域。Borchers強調:
我們可以在兩種區域使用同一系統,而且該系統在兩種環境中的功能和編程方式完全一致,從而顯著簡化我們的生活?!背送ㄟ^船舶應用的相關國際認證外,這同樣彰顯了WAGO組件對于BESI的重要性。
無需使用齊納防爆柵,進一步節省控制柜設計的空間。
通過將WAGO PFC200控制器與I/O-SYSTEM
750相結合,BESI在船舶中安裝了采用分布式智能技術和分散式I/O節點的開放式網絡架構。該網絡架構提供其他系統的集成途徑。集成技術早已投入使用。通風和空調系統應用WAGO的控制技術作為數據采集器和以太網網關,將信息打包后通過以太網傳輸至船舶控制層。這意味著控制柜設計應更加小巧靈活。
WAGO I/O-SYSTEM 750的一致性有利于縮短布線時間。由于危險區域內的本質安全傳感器(如水準儀)或執行器(如閥門繼電器)可直接與I/O模塊相連,因此無需使用隔離放大器。隔離放大器應用于危險區域,作用是限制電路中的能量,從根本上避免引燃易爆氣體環境。由于BESI無需使用齊納防爆柵,因此可減少配電柜內的組件,同時節省寶貴的船上空間。首席技術官在對比WAGO自動化解決方案與相對較差的解決方案后表示“如果我們將易爆區域的50臺設備與I/O模塊相連,僅放置隔離放大器便幾乎占據整個控制柜?!敝辽僭诩夹g設備層面,即使新建施工項目也無法提供充足空間。Borchers充分理解這一現狀,盡管自動化水平不斷提升,但空間依然受到極大限制。最終,船舶設計需要進行優化,從而最大限度提升貨運空間。 這就是高度集成的緊湊型自動化系統如此重要的原因?!?/span>
側傾平衡系統可視化,確保船舶在水面保持平衡。