从船桥到引擎室—WAGO-I/O-SYSTEM的海上应用
“Seabourn Odysse”号游轮
柴油电力传动系统在豪华游艇、游轮和特殊用途船舶等电力消耗量大的地方显现了巨大的优势。这一传动系统也是SAM电子公司的核心竞争力之一。SAM总部坐落于Hamburg，是一家专业从事船舶电气和电子产品生产的公司，该公司在设计其创新型传动系统解决方案时应用了灵活且可靠的WAGO I/O-SYSTEM。
SAM船舶电子有限公司是L-3通信集团的子公司，作为全球船舶电子及电气领域的领先企业之一，其已在研发民用航运与航海领域产品及系统方面拥有百余年的历史。SAM电子公司的Hamburg总部拥有员工600余名，全球拥有约1400名员工，它为发电和配电、船舶通信和导航、船舶自动化、安全监控系统及传动技术提供以客户为导向的创新型解决方案，其业务范围涵盖从小型解决方案到系统集成方案再到在船上进行设计、工程、生产和安装的统包解决方案。
柴电传动系统尤其可为游轮、游艇及特殊用途船舶提供巨大的优势：其噪音低且振动小，可作为冗余系统为船舶提供更高等级的安全性及更大的操控性，并可实现高水平的自动化。为了防止故障及操作失误，监测及相应地控制所有功能和关键参数尤为重要。因此必须通过分布式节点采集船舶内各种与过程相关的数据：各个螺旋桨推进器及引擎的负荷程度？它们可以运行多长时间？电机轴润滑是否足够？变压器和冷却液的温度有何种联系？有了这些数据便可以优化传动控制系统并提高系统的可靠性。
为了防止系统完全瘫痪，SAM电子公司安装了冗余设计的柴电传动系统。传统的柴油机械动力系统通常采用与螺旋桨推进器相连接的柴油发动机；与此相比，柴电系统具有一个优势：所有柴油发动机均可为任意一个螺旋桨推进器提供动力。发动机驱动发电机向公共汇流条输送电能，进而为电力传动系统及其他用电设备供电。传动系统的可用性不受单一柴油发动机可用性的影响。因此即使在特殊情况下也能确保船舶更大的灵活性。同时船舶电网中恰好只有满足现有电力需求的柴油机数量，因此，可始终确保更佳的利用率及更高的效率。此方案在不同发动机级别(1至21MW)的船舶上均适用。一般情况下，每个传动系统都有自己的变频器，通常也配备适当的变压器，且能独立运行。因此，这些设备与中央系统之间的数据交换变得尤为重要。
为了从传动系统中采集所有相关数据并通过引擎室(ECR)或船桥远程控制这些数据，SAM电子公司选择使用了WAGO-I/O-SYSTEM 750系列产品。借助WA-GO-I/O-SYSTEM 750系列产品，SAM公司可以根据需要对每个节点进行单独配置。WAGO-I/O-SYSTEM 750系列产品拥有不同电位及各种模拟信号的模块供您选择。WAGO的1、2、4、8和16通道数字量输入及输出模块可以自由组合，为您提供较高的可靠性及灵活性。由于采用高度模块化的结构，因此可以构建更加紧凑的单元，12 mm厚的模块可以容纳最多16个通道。
该模块化理念还体现在：WAGO-I/O-SYSTEM 750系列可为所有通用现场总线协议提供适宜的适配器和控制器。通常情况下，船舶制造过程中，每一层会采用不同的现场总线。船桥内主要通过以太网进行通信，而引擎室的数据则主要通过MODBUS和CAN协议进行传输。船舶上的许多其他地方还应用了RS-485接口。SAM电子公司通过这种方式将WAGO-I/O-SYSTEM这一可扩展的标准组件应用在船舶引擎室、船桥等各个领域。
“尽可能应用标准组件这是我们的战略之一”,SAM电子公司传动系统项目经理Rainer Genilke讲到。“我们借助WAGO-I/O-SYSTEM及种类繁多的组件可以不受船舶类型和传动功率的影响而灵活地采集整个传动系统中所有重要数据，这对我们来说是非常有利的。它对于我们的规划和备件管理以至于对船上配备的零部件包而言都具有重要意义。”
WAGO-I/O-SYSTEM从船桥到引擎室的海上应用。
传动系统的电机控制中心(MCC)控制众多风机和泵类引擎。
WAGO久经考验的笼式弹簧(CAGE CLAMP®)夹持技术使得WAGO-I/O-SYSTEM变得简单、可靠、抗振动。
在一条传动线路上的中央控制柜(主推进装置控制，此图摄于生产线)中，电机控制中心(MCC)数据通过MODBUS或者CAN进行传输，并且从螺旋式推进器、变压器等设备上采集其他信息。
在船舶一到两年的建造阶段常常会面临调整及变更的要求。船舶系统中如果需要安装新接口或需加装组件，那么必须调整或扩展电路。而WAGOI/O-SYSTEM的模块化设计仅需提前在开关柜中预留一定的空间即可轻而易举的实现这些变更。
Rainer Genilke十分欣赏WAGO公司远程I/O系统，借助于此分散式系统的配置变得十分简单。为此Rainer Genilke应用了调试工具WAGOI/O-CHECK，利用它可以检测整体布线和系统运行情况。然后只需接通电源及现场总线，系统即可运行。
“我们最新理念的另一大优势是：在获得船员同意后可通过卫星采集传动系统的所有关键数据”，Rainer Genilke说道。例如，当船只在行驶过程中出现故障时，坐镇专家可以通过“远程诊断”功能进行故障诊断并确定是否需要加派维护小组或是否需要将备件运往最近的港口。
“首先我们为WAGO-I/O-SYSTEM的技术所折服，因为通过它我们几乎可以满足客户提出的传动技术方面的所有要求，其次，我们对一些业务合作表示赞赏，因为WAGO在航运领域拥有着如此丰富的经验”，Rainer Genilke总结说道，“与WAGO的许多产品一样，我们采用的I/O-SYSTEM拥有所有主要的船级社认证，甚至可应用在船桥的周边系统。”
WAGO-I/O-SYSTEM 750系列从传动系统中采集所有重要的数据。
系统可以通过WAGO-I/O-CHECK进行前期调试。
如果有紧急服务呼叫，可执行远程诊断功能。
文: Jörg Schomacker，WAGO
图: SAM Electronics，Hauke Hass/vor-ort-foto.de