IO-modul säkrar Resato vätgastankstationer

AUTOMOBIL

Detaljer: Släppt: 08.04.2024; Senast uppdaterad: 26.04.2024; Träffar: 646

När marknaden för vätgasrörlighet växer, med H2 som en lovande energikälla, hamnar infrastrukturen för dess tillhandahållande allt mer i fokus. Resato Hydrogen Technology har tillsammans med Turck implementerat ett innovativt koncept för placeringen av vätgasstationer: modulärt Vätgastankstationer garanti utrustad med IP67-AtexI/O-moduler snabb driftsättning och hög skalbarhet.

innehåll

Investerare vill ha trygghet
Intensiv rådgivning kring konceptutveckling
- Modularitet gör offlinetestning enklare och förkortar driftsättningen
- Optimalt skalbar med konsekvent modularitet
Serieproduktion som nästa steg
Häufig gestellte Fragen

Investerare vill ha trygghet

Investerar företag i väteinfrastruktur, lägger de stor vikt vid skalbarhet för framtida marknadskrav. Det är därför den holländska tillverkaren av vätgastankstationer Resato Hydrogen Technology BV från Assen i Nederländerna förlitar sig på det decentraliserade konceptet med Turcks IP67 I/O-modul. Det är den enda på marknaden som erbjuder en heltäckande lösning för modulära system för alla signaltyper inklusive säkerhet, även i riskområden.

Väte används som Energikällor i framtiden spela en viktig roll. Framför allt kommer lastbilar och bussar i allt högre grad att gå över till H2 mobilitet. Vätgas tycks också etablera sig som energikälla för bilar på lång sikt. Resato är ett av företagen som drar nytta av denna trend med sina vätgastankstationer.

Företagets innovation ligger i Högtrycksteknik. Resato har etablerat sig på nischmarknaden för vattenskärning sedan början av 90-talet. Ingenjörerna har också använt det kunnande som genereras här i utvecklingen och byggandet av vätgastankstationer sedan 2018. Företaget har redan producerat och tagit mer än 45 vätgastankstationer i drift över hela Europa - 9 av dem i Nederländerna.

H2 tankstationer med 2 trycknivåer för lastbilar och personbilar

Vätgastankstationer kan få sitt bränsle på två olika sätt:

om en Elektrolysator, som använder elektrisk ström för att orsaka en kemisk reaktion och på så sätt separerar vatten till väte och syre eller
om Vätgastankbil eller tubvagn. Vätgasen från en tubvagn komprimeras och kyls ner till 350 bar i tre steg. Den förvaras sedan i buffertlager för tankning av lastbilar. Alternativt komprimeras vätet till 700 bar i ett fjärde kompressionssteg och lagras i en separat buffert. Genom att förkyla vätgasen kan vätgasbilarna tankas med vätgas mycket snabbare via 700 bars bränslepumpar.

En vätgastankstation är därför mycket mer komplex än en kolbaserad tankstation. Vätgastankstationssystemet måste leverera vätgas i en serie av kylnings- och kompressionssteg nödvändigt tryck föra. Större Druck leder i sin tur till ökade temperaturer. Det är därför vätet måste kylas ner om och om igen.

Vätgas kräver explosionsskydd

Komplexiteten hos vätgastankstationer ligger i styrning. Resato har utvecklat en patenterad algoritm för detta som möjliggör snabbast möjliga tankning beroende på temperatur och tryck. På I/O-nivån utgör den explosiva H2 en speciell utmaning för automationskonceptet. Vätgasen kräver ett explosionsskyddskoncept och de installerade komponenterna måste ha lämpliga godkännanden.

Dessutom måste vätgastankstationen vara maximal underhåll eftersom det inte finns någon personal på plats som kan göra inställningar. Här ska främst temperatur- och trycksignaler samt kopplingssignaler från reglerventiler behandlas. Det finns även säkerhetsrelaterade signaler från ventiler, nödstoppsknappar och andra säkerhetssensorer.

Väte + bränslecell: komponenter för energigenerering

I den första versionen av H2 bensinstation har Resator fortfarande passiva tankningssystem I/O-teknik trådbunden. Givar- och ställdonsignaler placerades på passiva fördelare vid buffertlagret och därifrån via multicoreLinjer ledde till kontrollen. Denna tillförlitligt fungerande lösning var inte särskilt flexibel så fort systemet skulle byggas ut med ytterligare buffertlagring.

”Det var elektriskt mycket komplicerat att lägga till en enhet. Vi var också tvungna att göra om mjukvaran helt. Så vi bestämde oss för att dela upp hela systemet i moduler så att vi kan styra varje modul individuellt”, förklarar Remco Lagendijk, el- och instrumentingenjör på Resato, början på det modulära bensinstationskonceptet.

Modulär design säkerställer mer flexibilitet

Den andra generationen av Resato vätgastankstationer har en modulär design. buffertlagring, kylaggregat och kompressorer kan nu läggas till och kombineras flexibelt. För att göra det lättare att komplettera aggregaten måste alla signaler på varje aggregat vara i ett data linje konvergera.

Buffertlagringen kräver en I/O-lösning för detta Industriell Ethernet i form av Profinet. Det ville Resato Housing och spara mekanisk ansträngning. Det var därför utvecklarna tittade IP67 I/O-moduler, som är temperaturbeständiga och lämpliga för utomhusbruk. Modulerna bör dock även ha godkännande för Atex Zone 2 och vara lämpliga för att ansluta egensäkra signaler från Zon 1 och 0. Detta krav får automationsingenjören att svettas.

Söker en automationspartner som också stödjer detta decentraliserade koncept farligt område kan stödja, har Resato-teamet kommit till Hannover Messe Samlade information och hittade den. Ingenjörerna såg många IP67 IO-lösningar vid mässmontrarna.

Men när det kommer till frågan om IP67 Atex godkännande Många leverantörer var tvungna att anpassa sig. "Förutom för Turck. De kunde erbjuda oss olika lösningar för IP67 i Atex-zoner. Vi förstod att Turck är bekant med detta och redan har motsvarande komponenter på marknaden”, rapporterar Lagendijk.

Intensiv rådgivning kring konceptutveckling

Resato och Turck har då en decentraliserat I/O-koncept utvecklad för buffertlagring. – Supporten var riktigt bra. "De gav oss inte bara några få produkter och sa "lycka till med det", utan vi diskuterade produkterna intensivt och funderade igenom olika alternativ, förklarar vi. Niels de Jong, ingenjör för forskning och utveckling. "Turck gav oss till och med de exakta Kabeltyper med lämpliga längder som rekommenderas. Resato har som mål att vara den globala teknikledaren inom området för vätgastankstationer. Vi behöver partners som Turck för detta.”

I/O-konceptet utformades för att vara helt decentraliserat – inklusive de egensäkra Sensorsignaler från Atex-zonerna 0 och 1. Med IMC-familjen har Turck special Gränssnitt-Byggklossar i IP67 i portföljen. De är anslutna mellan I/O-enheten och Ex-sensorn eller ställdonet. De separerar säkert kretsarna och transformerar signalströmmarna. Även de säkerhetsrelaterade signalerna distribueras decentralt till IP67 I/O-modulen TBPN, som kommunicerar med säkerhetsregulatorn via Profisafe-protokollet.

Modularitet gör offlinetestning enklare och förkortar driftsättningen

”En av fördelarna med att vi valde Turck-lösningen är möjligheterna Offlinetestningsäger Remcoo Lagendijk. ”Vi var tidigare tvungna att testa i produktionen, sedan demonterade vi allt och kopplade om allt på plats hos kunden. Sedan fick vi såklart testa igen om alla in- och utgångar var korrekt anslutna. Idag testar vi våra system och låter alla Kontakt ansluten till fjärr-I/O-modulerna. Vi behöver då bara koppla ström- och datakablarna till kunden. Detta sparar oss några dagars idrifttagningstid för elarbetet, vilket gör att vi kan arbeta med färre elingenjörer.”

Mätteknik säkerställer kvalitet i vätgasproduktion

Han betonar denna fördel modulärt koncept: ”Idrifttagning är en mycket kritisk fas. När fel uppstår här tar det vanligtvis mycket längre tid att åtgärda dem än i produktionen. För i vår egen produktion finns alla experter, rätt verktyg och nödvändiga reservdelar omedelbart till hands, men inte på kundens plats.”

Optimalt skalbar med konsekvent modularitet

Resato tänkte igenom det modulära konceptet till slutet och satte också upp styrmjukvaran på ett modulärt sätt. Det finns en modul i styrmjukvaran expanderbar, utan att behöva skriva om hela koden. "Det är nästan som att kopiera och klistra in", säger herr Lagendijk.

Baserat på det modulära konceptet är Resatos vätgastankstationer mycket enkla att sätta upp skala. "Om kunden vill utöka sitt lager och behöver mer buffertlagring är det inte ett problem för oss – det är väldigt enkelt, speciellt från den elektriska sidan och kontrollen", tillägger Niels de Jong.

Serieproduktion är nästa nivå

Efterfrågan på H2-tankstationer ökar kontinuerligt. Resato förväntar sig därför att produktionen successivt flyttas från projektorganisationen till Serieproduktion kan ändras. Företaget är förberett för detta med det modulära H2 bensinstationskonceptet och den modulära I/O-arkitekturen. Eftersom konceptet möjliggör inträde i serieproduktion när som helst. Enskilda moduler som buffertlagring eller kompressorer kan förtillverkas i lager och sedan sättas ihop för att passa kundens specifika behov. Dessa stordriftsfördelar kommer att minska kostnaderna och tiden till marknaden för vätgastankstationer.

Häufig gestellte Fragen

Hur många bensinstationer finns det för närvarande i Tyskland?

I Tyskland finns det för närvarande över 80 offentliga vätgastankstationer, som drivs av H2 Mobility Germany. Dessa stationer förser 700 bars bränslecellsfordon, inklusive bilar och små nyttofordon samt sophämtningsfordon. Dessutom planeras, byggs eller driftsätts ytterligare fyra bensinstationer. Det finns 350 vätgasstationer för bussar och lastbilar som tankas på 24 bar. Ytterligare 18 tankningsalternativ för 350 bar implementeras för närvarande.

För aktuell och detaljerad information om tillgängligheten och placeringen av vätgastankstationer i Tyskland, erbjuder H2.Live-plattformen realtidsdata samt en översikt över alla offentliga vätgastankstationer i Tyskland och Europa

Varför finns det så få vätgastankstationer?

Det begränsade antalet bensinstationer för vätgas beror främst på höga investerings- och driftskostnader såväl som de komplexa tekniska kraven. Att bygga ett tätt, heltäckande nätverk kräver betydande investeringar i förväg i infrastruktur, inklusive produktion, lagring och distribution av väte under högt tryck.

Dessutom är de tekniska utmaningar, såsom att säkerställa säkerheten och effektiviteten i vätgasförsörjningen, bör inte underskattas. Eftersom efterfrågan på vätgasfordon fortfarande är låg jämfört med konventionella bränslen eller elbilar, är investerare tveksamma till att investera i ett så kapitalintensivt och tekniskt krävande nätverk utan att ha en klar uppfattning om framtida marknadsutveckling och kundpopularitet. Det är därför utbyggnaden av det rikstäckande nätverket av vätgastankstationer går så långsamt.