圖爾克IP67 ATEX I/O模塊成為了Resato Hydrogen Technology模塊化加氫站實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展和快速調(diào)試的保證

　　未來(lái)，氫能將作為能源載體發(fā)揮重要作用。使用氫能的公共汽車和卡車更會(huì)越來(lái)越多。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氫能似乎也正在成為乘用車的能源載體。擁有加氫站的Resato Hydrogen Technology B.V.（荷蘭阿森市）就是從這一趨勢(shì)中獲益的公司之一。公司創(chuàng)新的核心在于高壓技術(shù)。自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，Resato在水切割這一小眾市場(chǎng)上就聲名鵲起。

　　“圖爾克甚至能為我們推薦了長(zhǎng)度合適的確切電纜類型。”Niels de Jong 如果之后通過(guò)增加加氫機(jī)的方式來(lái)擴(kuò)展加氫站，就能相對(duì)容易地添加更多儲(chǔ)氫箱儲(chǔ)氫箱將氫燃料的壓力維持在350 bar（卡車）或700 bar（乘用車）因?yàn)椴捎肨B-SG不銹鋼保護(hù)外殼，所以幾乎所有TBEN I/O模塊都獲批用于ATEX 2區(qū)由于配備IP67 IMC接口設(shè)備，防爆傳感器也能在沒(méi)有控制柜的情況下安全地連接到2區(qū)的I/O模塊圖爾克能為我們提供適用于ATEX爆炸性區(qū)域的不同IP67解決方案。在客戶處，我們只需連接電源線和數(shù)據(jù)線。“圖爾克甚至能為我們推薦了長(zhǎng)度合適的確切電纜類型。”Niels de Jong 如果之后通過(guò)增加加氫機(jī)的方式來(lái)擴(kuò)展加氫站，就能相對(duì)容易地添加更多儲(chǔ)氫箱

　　自2018年以來(lái)，工程師們還將這一技術(shù)應(yīng)用于加氫站的開發(fā)和建設(shè)。該公司已在歐洲建造并調(diào)試了超過(guò)45個(gè)加氫站，其中9個(gè)在荷蘭。

　　適用于卡車和乘用車的兩種壓力等級(jí)

　　加氫站獲得燃料的方式有兩種，一種是通過(guò)電解器，利用電流引起化學(xué)反應(yīng)，將水分離為氫氣和氧氣，另一種是通過(guò)稱為長(zhǎng)管拖車的氫氣罐車。

　　長(zhǎng)管拖車內(nèi)的氫氣分三個(gè)階段壓縮至350 bar后冷卻。然后儲(chǔ)存在為卡車補(bǔ)充燃料的儲(chǔ)氫箱中，或者在第四個(gè)壓縮階段將氫氣壓縮至700 bar并儲(chǔ)存在單獨(dú)的儲(chǔ)罐中。由于預(yù)先對(duì)氫氣進(jìn)行了冷卻，因此可通過(guò)700-bar的泵更快地為乘用車補(bǔ)充燃料。

　　加氫站比碳基燃料充裝站復(fù)雜得多。該系統(tǒng)必須通過(guò)一系列冷卻和壓縮步驟使氫氣達(dá)到必要壓力。由于壓力增大會(huì)導(dǎo)致溫度升高，因此必須反復(fù)冷卻氫氣。

　　處理氫氣的過(guò)程中必須有防爆措施

　　燃料補(bǔ)充系統(tǒng)的復(fù)雜在于控制系統(tǒng)。Resato開發(fā)了一種專利算法，可根據(jù)溫度和壓力以最快的速度加氫。在I/O級(jí)別，容易爆炸的氫氣給自動(dòng)化概念的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為此，系統(tǒng)須有防爆措施，并且產(chǎn)品須經(jīng)適當(dāng)認(rèn)證。此外，系統(tǒng)必須盡量免維護(hù)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)不會(huì)有人員進(jìn)行任何現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。要處理的信號(hào)主要是溫度和壓力信號(hào)以及控制閥的開關(guān)信號(hào)。此外，還有閥門、急停按鈕和其他安全傳感器的安全相關(guān)信號(hào)。

　　一開始，制造商仍通過(guò)無(wú)源I/O技術(shù)連接其燃料補(bǔ)充系統(tǒng)。在這種技術(shù)中，傳感器和執(zhí)行器信號(hào)會(huì)先發(fā)送到儲(chǔ)氫箱的無(wú)源加氫機(jī)，然后通過(guò)多芯線從加氫機(jī)發(fā)送到控制器。

　　模塊化提高了靈活性

　　第二代Resato加氫站采用模塊化系統(tǒng)。因此，可靈活地增加和組合儲(chǔ)氫容器、壓縮機(jī)和冷卻裝置。但這些模塊還必須獲得ATEX 2區(qū)認(rèn)證，并適用于連接1區(qū)和0區(qū)的本質(zhì)安全信號(hào)。為了尋找在防爆領(lǐng)域能支持這種分散式概念的自動(dòng)化合作伙伴，Resato的團(tuán)隊(duì)也參加了漢諾威工業(yè)博覽會(huì)。各大供應(yīng)商的工程師們?cè)谡古_(tái)上展示了許多IP67 IO解決方案。但當(dāng)問(wèn)及是否有通過(guò)ATEX認(rèn)證的IP67解決方案時(shí)，許多供應(yīng)商都紛紛搖頭。“除了圖爾克。他們能為我們提供適用于ATEX爆炸性區(qū)域的不同IP67解決方案。據(jù)我們了解，圖爾克對(duì)此很熟悉，也在市場(chǎng)上推出了相應(yīng)的組件，”Lagendijk介紹了尋找分散式I/O解決方案的情況。

　　為了更容易添加聚集體，每個(gè)聚集體上的所有信號(hào)必須匯聚在一條數(shù)據(jù)線上。因此，儲(chǔ)氫單元需要工業(yè)以太網(wǎng)（更準(zhǔn)確地是指ProFi net）I/O解決方案。由于Resato不想把過(guò)多精力浪費(fèi)在保護(hù)外殼和相關(guān)的機(jī)械工作上，專家們尋找了耐熱且適合戶外使用的IP67 I/O模塊。到目前為止，沒(méi)有讓自動(dòng)化工程師汗流浹背的要求。

　　概念開發(fā)期間進(jìn)行密集咨詢 因此，Resato為了其儲(chǔ)氫單元與圖爾克專家合作開發(fā)了分散式I/O概念。“圖爾克真的是很好的合作伙伴。我們沒(méi)有隨隨便便開發(fā)產(chǎn)品，而是就產(chǎn)品進(jìn)行了深入交流，并考慮了不同的可能性。圖爾克甚至推薦了最合適我們的線纜類型以及長(zhǎng)度。”研發(fā)工程師Niels de Jong解釋道。“我們需要圖爾克這樣的合作伙伴”。I/O概念完全分散實(shí)施-例如ATEX 0區(qū)和1區(qū)的本質(zhì)安全傳感器信號(hào)。通過(guò)IMC系列設(shè)備，圖爾克提供IP67特殊接口模塊。這些模塊連接在防爆傳感器（或執(zhí)行器）和I/O設(shè)備之間，安全地隔離電路并轉(zhuǎn)換信號(hào)電流。甚至安全相關(guān)信號(hào)也會(huì)分散到IP67 I/O模塊TBPN上，TBPN通過(guò)Profisafe協(xié)議與安全控制器通信。

　　模塊化概念有助于實(shí)現(xiàn)離線測(cè)試并縮短調(diào)試時(shí)間

　　Lagendijk解釋說(shuō)：“我們看中圖爾克解決方案的其中一個(gè)原因是允許進(jìn)行離線測(cè)試。“以前我們必須在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，然后在客戶現(xiàn)場(chǎng)拆除所有設(shè)備并重新布線。然后，我們必須再次測(cè)試所有輸入和輸出是否正確連接。如今，我們?cè)谖覀兊膱?chǎng)所測(cè)試系統(tǒng)，并將所有連接器連接到遠(yuǎn)程I/O模塊。在客戶處，我們只需連接電源線和數(shù)據(jù)線。這樣能為電氣工作節(jié)省好幾天的調(diào)試時(shí)間，也不再需要?jiǎng)佑媚敲炊嚯姎夤こ處煛?rdquo;

　　Remco Lagendijk強(qiáng)調(diào)了模塊化概念的這一優(yōu)勢(shì)：“調(diào)試是一個(gè)非常關(guān)鍵的階段。如果調(diào)試出現(xiàn)問(wèn)題，修復(fù)所花費(fèi)的時(shí)間通常比生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)得多。這是因?yàn)樗袑＜摇⒑线m的工具甚至必要的備件都不會(huì)在客戶現(xiàn)在，而要公司自己準(zhǔn)備。

　　一致的模塊化設(shè)計(jì)-最適宜的擴(kuò)展性

　　Resato已將模塊化概念考慮得十分周全。Remco Lagendijk及其軟件開發(fā)部同事也將控制軟件模塊化。這就意味著模塊能直接添加到控制軟件中，而不必重寫整個(gè)代碼。“這幾乎就像復(fù)制粘貼，”Lagendijk說(shuō)。由于采用一致的模塊化概念，Resato的氫燃料站現(xiàn)在很容易擴(kuò)展。Niels de Jong補(bǔ)充道：“如果客戶希望擴(kuò)展存儲(chǔ)空間并需要增加更多儲(chǔ)氫容器，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直輕而易舉-電工和控制方面的問(wèn)題更是非常容易解決。”

　　下一個(gè)目標(biāo)：批量生產(chǎn)

　　加氫站需求與日俱增。可以推測(cè)，在不久的將來(lái)，Resato會(huì)陸續(xù)將其生產(chǎn)從項(xiàng)目組織轉(zhuǎn)向系列生產(chǎn)-至少有部分是如此。憑借模塊化加氫站概念和模塊化I/O架構(gòu)，Resato已蓄勢(shì)待發(fā)。這個(gè)概念使批量生產(chǎn)成為可能。單個(gè)模塊（如壓縮機(jī)或儲(chǔ)氫單元）可預(yù)先大量生產(chǎn)，然后根據(jù)特定的客戶要求進(jìn)行組裝。這些規(guī)模經(jīng)濟(jì)也將降低加氫站的成本和縮短上市時(shí)間。