巴魯夫使用智能接線技術(shù)在線監(jiān)控水電廠為非洲充電

作為工業(yè)4.0理念的高性能推動(dòng)力，IO-Link在機(jī)床工程及生產(chǎn)設(shè)備中已*。而如今在水電廠也能使用IO-Link快速的進(jìn)行連接：在利比里亞的Mount Coffee水壩使用了智能的IO-Link，在較長(zhǎng)的距離內(nèi)連接了數(shù)十個(gè)傳感器及執(zhí)行器。

操作簡(jiǎn)單的同時(shí)又能節(jié)省時(shí)間與成本，發(fā)電廠的操作人員已經(jīng)在診斷功能及維保方面體會(huì)到了IO-Link的典型優(yōu)勢(shì)。由巴魯夫及其 項(xiàng)目合作伙伴安德里茨水電集團(tuán)共同開發(fā)的集成式接線解決方案 具有拓展性，在今后的發(fā)電廠項(xiàng)目中也能使用。

2016年12月，這一時(shí)刻終于來(lái)到：中斷了20多年之后，首渦 輪機(jī)又再次啟動(dòng)，如今全部4個(gè)渦輪機(jī)各自都能為電網(wǎng)提供22兆瓦的電。Mount Coffee 水壩在利比里亞蒙羅維亞的東北部蜿 蜒30公里，它的歷史可以追溯到1966年，這一水壩的前身在那一 年竣工，但在1989年至2003年期間水壩在利比里亞戰(zhàn)爭(zhēng)中幾乎 *被毀。直到2014年6月，利比里亞電力公司（LEC）與一家 集團(tuán)公司簽署了一份合同重建這座水壩，發(fā)電廠的延伸部分 才真正啟動(dòng)。

來(lái)自澳大利亞的安德里茨水電集團(tuán)連同其他一些承包公司在圣保羅河上重建了水電廠。

安德里茨水電集團(tuán)是一家供應(yīng)商，為水電廠提供完善的機(jī)電設(shè)備及服務(wù)，這家集團(tuán)公司是水力發(fā)電市場(chǎng)上大型的公司之一，擁有170多年的經(jīng)驗(yàn)，各地總計(jì)7300余名員工。

安德里茨水電集團(tuán)負(fù)責(zé)包含所有電子器件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)及控制系統(tǒng)的全套水工鋼結(jié)構(gòu)，翻新了水壩上的10扇弧形閘門及渦輪機(jī)上的4扇進(jìn)水閘門?；⌒伍l門用于控制蓄水池上游壩面的水位，通過鋼纜絞車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。進(jìn)水閘門將水引入渦輪機(jī)，當(dāng)水位超過壓力線出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)情況時(shí)阻擋水流（斷流閥），通過水力驅(qū)動(dòng)，包含了電力和水力驅(qū)動(dòng)裝置以及多種輔助系統(tǒng)。

Mount Coffee水壩雖然延綿160米長(zhǎng)，每15米設(shè)有10扇弧形閘門，但并非是迄今為止大的水壩。但在整個(gè)水壩的長(zhǎng)距離范圍內(nèi)需收集數(shù)個(gè)模擬量及數(shù)字量信號(hào)并傳輸至控制層。

巴魯夫能源行業(yè)Bernd Schneider強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“從復(fù)雜性而言， 水壩區(qū)域需要進(jìn)行多項(xiàng)任務(wù)，也需要網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)際上，水壩就 像是一個(gè)分布廣泛的工業(yè)系統(tǒng)。”巴魯夫?qū)Ｗ⒂诠I(yè)及工廠自動(dòng) 化，其產(chǎn)品范圍從傳感器到線性測(cè)量系統(tǒng)再到智能RFID解決方 案，10年前，這家公司就意識(shí)到IO-Link能解決總線與過程層面之 間的通信問題以及接線線纜的雜亂問題。

利比里亞的Mount Coffee 水壩上，智能IO-Link在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)連接了數(shù)個(gè)傳感器和執(zhí)行器

作為高度標(biāo)準(zhǔn)化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這種通用接口對(duì)于巴魯夫及其客戶都是必*，因?yàn)闉樾枰木褪呛?jiǎn)單的接線以及診斷及配置功能，這在如今高度自動(dòng)化的系統(tǒng)中幾乎是普遍要求。

雖然安德里茨水電集團(tuán)在輪機(jī)工程領(lǐng)域內(nèi)和巴魯夫有著長(zhǎng)期合作關(guān)系，但他們還未使用到IO-Link。時(shí)間緊湊及成本增長(zhǎng)的壓力也是發(fā)電廠建設(shè)的核心問題。通常普遍認(rèn)為系統(tǒng)集成商會(huì)在預(yù)調(diào)試過程中*檢測(cè)各零部件，之后在遙遠(yuǎn)的異地以很短的時(shí)間安裝完成，而零部件也能在整個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行暢通且無(wú)差錯(cuò)。

安德里茨水電集團(tuán)的電氣工程師Berthold Wiesinger說(shuō)道：“確實(shí)，在許多工業(yè)領(lǐng)域中，從底層一直到控制層仍在使用多芯電纜和電控柜——這在物料和時(shí)間上是一筆巨大投資。”

巴魯夫關(guān)于IO-Link的演說(shuō)促成了這筆交易：安德里茨水電集團(tuán)連同巴魯夫奧地利分公司的工程師共同開發(fā)了一種能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易接線、標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化的連貫性電氣理念。

10扇弧形閘門及4扇進(jìn)水閘門上每一扇門上的開關(guān)柜內(nèi)都安裝了兩個(gè)巴魯夫IO-Link主站，在區(qū)域內(nèi)能收集多達(dá)20種不同信號(hào)。這些信號(hào)來(lái)自電感式或機(jī)電式限位開關(guān)及傳感器，用于決定弧形閘門的旋轉(zhuǎn)方向及控制、調(diào)節(jié)及關(guān)閉閥島、信號(hào)燈及帶燈開關(guān)。兩個(gè)IO-Link主站分別安裝在液壓站，用于連接相關(guān)傳感器及執(zhí)行器。

毫無(wú)例外，現(xiàn)場(chǎng)的所有零部件都使用一根相同的三芯標(biāo)準(zhǔn)線纜和統(tǒng)一的M12插頭。當(dāng)來(lái)自特定傳感器的模擬量信號(hào)時(shí)，使用緊湊型巴魯夫轉(zhuǎn)換插頭就能將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為抗噪音的數(shù)字量信號(hào)。巴魯夫IO-Link主站通過Profibus DB將數(shù)據(jù)傳輸入控制層。由于系統(tǒng)具有冗余特性，堤壩分為兩個(gè)部分，需要長(zhǎng)75m的電纜線。

Berthold Wiesinger強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“優(yōu)勢(shì)很快就表現(xiàn)出來(lái)了：因?yàn)槲覀兪褂玫氖菢?biāo)準(zhǔn)電纜和插頭而不是單獨(dú)接線，因此接線比平時(shí)節(jié)省了一半時(shí)間。通過IO-Link，您只需簡(jiǎn)單的插入模塊便可以在工廠內(nèi)事先測(cè)試每一模塊，這明顯能減少成本。”IO-Link理念能排除接線錯(cuò)誤，同時(shí)能節(jié)省空間，讓設(shè)備情況清晰明了?？鐕?guó)公司尤為認(rèn)可IO-Link能用于任何總線系統(tǒng)的這一優(yōu)勢(shì)：總線層下面的整體結(jié)構(gòu)總保持不變，只有總線節(jié)點(diǎn)需根據(jù)具體國(guó)家進(jìn)行調(diào)整。

雙向通信的標(biāo)準(zhǔn)也以其他形式提供了更大的優(yōu)勢(shì)：IO-Link的診斷信息能快速定位錯(cuò)誤點(diǎn)并進(jìn)行改正，從而減少了不必要的停機(jī)時(shí)間。Berthold Wiesinger說(shuō)道：“由于一些原因，在啟動(dòng)時(shí)我們的傳感器分線盒出了點(diǎn)狀況，但一位同事很方便的進(jìn)行了替換和重裝，隨后帶有相關(guān)參數(shù)值的分線盒從IO-Link主站獲取數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)短的插曲后，系統(tǒng)重新開始運(yùn)行。”當(dāng)系統(tǒng)不在附近且沒有專業(yè)人員時(shí)就體現(xiàn)出了這一優(yōu)勢(shì)：IO-Link能實(shí)現(xiàn)到過程層面的遠(yuǎn)程維護(hù)。預(yù)測(cè)性維修理念帶有清晰的診斷、在問題發(fā)生時(shí)有明確的操作及操作指南，也讓這一理念更容易實(shí)施。

Berthold Wiesinger進(jìn)一步補(bǔ)充道：智能傳感器在今后能提高系統(tǒng)的可用性。

“測(cè)量油溫和水分的傳感器監(jiān)控高壓馬達(dá)的溫度和軸承狀態(tài)，能自主了解保養(yǎng)周期在今后對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是*的。”

普遍適用IO-Link的產(chǎn)品會(huì)越來(lái)越多。對(duì)用戶而言，這能進(jìn)一步優(yōu)化接線、診斷和配置。“比如，巴魯夫提供的模擬量分線盒還能將熱耦合及類似的設(shè)備接入模塊。使用‘疊加在IO-Link上的安全性’這一新安全理念，Profisafe如今也能用于直接連接安全輔助設(shè)備。其優(yōu)勢(shì)在于今后這種標(biāo)準(zhǔn)的接線理念針對(duì)自動(dòng)化及安全技術(shù)只需使用一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備。”巴魯夫奧地利分公司負(fù)責(zé)相關(guān)業(yè)務(wù)的Mario Ober還特別強(qiáng)調(diào)“這一理念達(dá)到了G的PLe/SIL3安全等級(jí)。”

2016年底開始，利比里亞的Mount Coffee水壩再次為蒙羅維亞發(fā)電。Berthold Wiesinger認(rèn)為，在新的建設(shè)及改造項(xiàng)目中會(huì)越來(lái)越多的用到IO-Link。尤其是在設(shè)備老化且需求現(xiàn)代化操控和電氣理念的情況下。