巴魯夫使用智能接線技術在線監(jiān)控水電廠為非洲充電

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

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

2016年12月，這一時刻終于來到：中斷了20多年之后，首渦 輪機又再次啟動，如今全部4個渦輪機各自都能為電網(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。

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

安德里茨水電集團是一家供應商，為水電廠提供完善的機電設備及服務，這家集團公司是水力發(fā)電市場上大型的公司之一，擁有170多年的經(jīng)驗，各地總計7300余名員工。

安德里茨水電集團負責包含所有電子器件、驅動技術及控制系統(tǒng)的全套水工鋼結構，翻新了水壩上的10扇弧形閘門及渦輪機上的4扇進水閘門。弧形閘門用于控制蓄水池上游壩面的水位，通過鋼纜絞車進行驅動。進水閘門將水引入渦輪機，當水位超過壓力線出現(xiàn)報錯情況時阻擋水流（斷流閥），通過水力驅動，包含了電力和水力驅動裝置以及多種輔助系統(tǒng)。

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

巴魯夫能源行業(yè)Bernd Schneider強調說：“從復雜性而言， 水壩區(qū)域需要進行多項任務，也需要網(wǎng)絡連接，實際上，水壩就 像是一個分布廣泛的工業(yè)系統(tǒng)。”巴魯夫專注于工業(yè)及工廠自動 化，其產(chǎn)品范圍從傳感器到線性測量系統(tǒng)再到智能RFID解決方 案，10年前，這家公司就意識到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在長距離范圍內連接了數(shù)個傳感器和執(zhí)行器

作為高度標準化的點對點連接，這種通用接口對于巴魯夫及其客戶都是必*，因為為需要的就是簡單的接線以及診斷及配置功能，這在如今高度自動化的系統(tǒng)中幾乎是普遍要求。

雖然安德里茨水電集團在輪機工程領域內和巴魯夫有著長期合作關系，但他們還未使用到IO-Link。時間緊湊及成本增長的壓力也是發(fā)電廠建設的核心問題。通常普遍認為系統(tǒng)集成商會在預調試過程中*檢測各零部件，之后在遙遠的異地以很短的時間安裝完成，而零部件也能在整個系統(tǒng)中運行暢通且無差錯。

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

巴魯夫關于IO-Link的演說促成了這筆交易：安德里茨水電集團連同巴魯夫奧地利分公司的工程師共同開發(fā)了一種能實現(xiàn)簡易接線、標準化及模塊化的連貫性電氣理念。

10扇弧形閘門及4扇進水閘門上每一扇門上的開關柜內都安裝了兩個巴魯夫IO-Link主站，在區(qū)域內能收集多達20種不同信號。這些信號來自電感式或機電式限位開關及傳感器，用于決定弧形閘門的旋轉方向及控制、調節(jié)及關閉閥島、信號燈及帶燈開關。兩個IO-Link主站分別安裝在液壓站，用于連接相關傳感器及執(zhí)行器。

毫無例外，現(xiàn)場的所有零部件都使用一根相同的三芯標準線纜和統(tǒng)一的M12插頭。當來自特定傳感器的模擬量信號時，使用緊湊型巴魯夫轉換插頭就能將模擬量信號轉換為抗噪音的數(shù)字量信號。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，堤壩分為兩個部分，需要長75m的電纜線。

Berthold Wiesinger強調說：“優(yōu)勢很快就表現(xiàn)出來了：因為我們使用的是標準電纜和插頭而不是單獨接線，因此接線比平時節(jié)省了一半時間。通過IO-Link，您只需簡單的插入模塊便可以在工廠內事先測試每一模塊，這明顯能減少成本。”IO-Link理念能排除接線錯誤，同時能節(jié)省空間，讓設備情況清晰明了。跨國公司尤為認可IO-Link能用于任何總線系統(tǒng)的這一優(yōu)勢：總線層下面的整體結構總保持不變，只有總線節(jié)點需根據(jù)具體國家進行調整。

雙向通信的標準也以其他形式提供了更大的優(yōu)勢：IO-Link的診斷信息能快速定位錯誤點并進行改正，從而減少了不必要的停機時間。Berthold Wiesinger說道：“由于一些原因，在啟動時我們的傳感器分線盒出了點狀況，但一位同事很方便的進行了替換和重裝，隨后帶有相關參數(shù)值的分線盒從IO-Link主站獲取數(shù)據(jù)。簡短的插曲后，系統(tǒng)重新開始運行。”當系統(tǒng)不在附近且沒有專業(yè)人員時就體現(xiàn)出了這一優(yōu)勢：IO-Link能實現(xiàn)到過程層面的遠程維護。預測性維修理念帶有清晰的診斷、在問題發(fā)生時有明確的操作及操作指南，也讓這一理念更容易實施。

Berthold Wiesinger進一步補充道：智能傳感器在今后能提高系統(tǒng)的可用性。

“測量油溫和水分的傳感器監(jiān)控高壓馬達的溫度和軸承狀態(tài)，能自主了解保養(yǎng)周期在今后對我們來說也是*的。”

普遍適用IO-Link的產(chǎn)品會越來越多。對用戶而言，這能進一步優(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備。其優(yōu)勢在于今后這種標準的接線理念針對自動化及安全技術只需使用一個基礎設備。”巴魯夫奧地利分公司負責相關業(yè)務的Mario Ober還特別強調“這一理念達到了G的PLe/SIL3安全等級。”

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認為，在新的建設及改造項目中會越來越多的用到IO-Link。尤其是在設備老化且需求現(xiàn)代化操控和電氣理念的情況下。