上海勇控自动化设备有限公司

 倍福模块kl1712耦合器倍福BECKHOFF端子模块位于德国基尔的 Howaldtswerke 德意志造船厂（HDW）是蒂森克虏伯海 运系统公司旗下一员，总共有 2,000 名员工。它有着**的造船技术 和**的制造方法，是全球**常规动力潜艇的制造中心。212A 和 214 级潜艇无与伦比，它们配备了基于燃料电池的无空气驱动器，能使 潜艇在水下停留更长时间。HDW 是目前全球仅有一家准备生产燃料电 池驱动器的公司。HDW 以“更快、更静、更深”为座右铭，其制造的 潜艇服役于全球 17 支海军。 锂离子电池充放电测试 锂离子技术在民用领域进行尝试的同时，也考虑应用于军事。



“初步 调查令人满意，所以 HDW 决定建造一套更大的试验设施，以尽可能 模拟真实的潜艇运行，”HDW 研发工程师 Tim Sievers 说道。“我们 主要着眼于充放电过程，以及电池系统的热发生和热分布等发面。” 试验设施的关键考量：灵活与简洁 潜艇搭载的电池系统各有不同，每套电池配置必须单独测试，因此控 每个电池模块由 23 块电池组成，而每个 电池串**多有 8 个模块。每块电池的电 池和电压均需采样和监控。每个模块有 6 个测温点。 制系统必须灵活。Beckhoff拥有 EtherCAT I/O 组件和 TwinCAT 自动化软 件，能为灵活的测试提供**条件。HDW 部署了 PLC 软件和一套与 Beckhoff 联合检测和运行不同电池配置的系统。该系统有手动和自动 两种模式。 综合安全解决方案 该自动化系统包括嵌入式控制器 CX1020， 2 个从站，从站通过 CAN 总线分别连接至一台转换器和一台数据取样装置。
每个电池模块由 23 块电池组成，而每个电池串**多有 8 个模块。每块电池的电流和 电压均需采样和监控。每个模块有 6 个测温点。 运行安全是关键因素，因为电池充放电时电压高达 800 V。“我们运 用 Beckhoff 安全解决方案 TwinSAFE，实现了急停功能。该功能可监 控检修门、急停按钮、现场总线系统（看门狗）以及独立于自动化系 统的数据采样告警装置。必要时，它将切断电池系统与转换器的连 接，”管理该项目的 Beckhoff 造船业务经理 Jürgen Kuhn 说道。可见， 该系统可安全运行长达几个昼夜。 操作便捷 启动 CX1020 后，系统会自动读取电池配置并设定限值，可防止电池 过度充放电。尽管该系统主要以自动模式运行，但操作员可手动设定 充放电值。例如：从 U 盘读取包含数个充放电周期数据的预制配置 文件（CSV 格式）。一旦启动自动模式，系统将自动执行该潜艇配置 文件。转换器通过 EtherCAT 和 CAN 总线接收充放电数据。因此，电 池可以恒定电流或电源充放电，直至达到特定电压或规定时间。这些 值也包括在配置文件中。 电池芯电压、温度和转换器值等所有数据每隔 5 秒储存于该配置文 件，例如：写入 CSV 文件。该文件也可储存于 U 盘，便于在任何 PC 或笔记本电脑上进行后续分析。
可视化清晰 可视化能显示所有电池芯和外围系统的**状态。表头显示了**小值/ **值、告警装置状态、转换器状态等主要数据。此外，Windows CE 环境下运行的寄存器包含在可视化功能中，因此任何故障或告警均能 追踪到。利用 CERhost 工具，可通过网络内的任何一台工作站唤起可 视化功能。Beckhoff 提供的硬件和编程支持满足所有系统要求。“自 2010 年末起，试验设施取得了巨大成功。目前，我们正在建造 4 所新 的试验站，” Tim Sievers 说道离子电池试验台 自潜艇建造以来，延长可能潜水时间成为研发工程师的一个主要目标。而供能是关键因素。 百年来，铅酸蓄电池一直用于潜艇供能。锂离子等新涌现出的电池技术代表着重大的进步。 它们提供了更高的能量密度，因此潜水时间更长。但搭载该技术前，其必须进行测试。为 此，Howaldtswerke 德意志造船厂在德国基尔建造了一套试验设施，用来模拟舰载电气运行状 态。Beckhoff 嵌入式控制器 CX1020 可进行系统控制以及供后续分析使用的数据存储。 先