Referentie 21 januari 2019

High speed bewaking op luxueus jacht

De firma besecke ontwikkelde het complexe automatiseringsconcept voor een luxueus jacht van de bekende Lürssen Werft in het Duitse Bremen. Aan boord zijn onder andere de performante Ethernet-controllers van WAGO.

Het ruim 100 meter lange schip, dat door tienduizenden paardenkrachten wordt aangedreven, werd ontwikkeld en te water gelaten door de bekende Lürssen Werft in het Duitse Bremen, wereldmarktleider in de bouw van megajachten met een lengte van meer dan 60 meter. Het automatiseringssysteem werd ontwikkeld, gepland en gerealiseerd door de firma besecke, dochteronderneming van de Lürssen Werft. De ervaren specialist op het gebied van scheepsautomatisering maakte hiervoor gebruik van 125 Ethernet-controllers (750-881/882) van WAGO.

Alarm en monitoring – zo ondersteunt WAGO u:

12 programmeerbare Ethernet-controllers van WAGO verwerken meer dan 10.000 signalen.
Dankzij twee gescheiden Ethernet-ports is een eenvoudige opbouw van lijntopologieën mogelijk.
Het WAGO I/O-SYSTEM maakt een eenvoudige en snelle installatie van afzonderlijke modules achteraf mogelijk.

De lat ligt hoog

Bij het luxueuze jacht lag de lat met het oog op innovatie, individualiteit en technische perfectie extreem hoog. Zelfs voor een specialist als besecke was de automatisering een echte uitdaging. Het middelgrote bedrijf telt ca. 175 medewerkers en heeft vestigingen in Bremen, Emden en Riga (Letland). Vanwege de directe nabijheid van de Lürssen Werft is de afdeling "Ship Automation" voornamelijk in Bremen gevestigd, waar zich ook het hoofdkantoor van de firma besecke bevindt. Op het gebied van scheepsautomatisering houdt besecke zich bezig met het ontwerpen en bouwen van schakelsystemen en centrale beheersystemen, het ontwikkelen van toepassingsspecifieke software voor besturingen, het bedrijfsinterne centrale Monitoring Control System (MCS), de besturing van de energieverdeling, de veiligheidsbewaking aan boord en de technische support – en dat over de gehele levensduur van een schip.

Op naar nieuwe dimensies

Denken in nieuwe dimensies: op het megajacht moet een groot aantal signalen geregistreerd, verwerkt en gevisualiseerd worden. De bereiken van het schip die bewaakt én bestuurd moeten worden zijn divers: denk onder andere aan de scheepsmotor, generatoren, deurautomaten, brandblusventielen, brandmelders, NMEA-gegevens, security, vulstanden, bedrijfsuren, alarmdiensten, afvalwater, helikopterplatform, ankerlier, Power Management (EPMS), HVAC, videobewaking (CCTV), onderhoudssystemen en entertainment. In totaal moeten dus meer dan 10.000 signalen op het megajacht geregistreerd en verwerkt worden. De controllers van WAGO tekenen hierbij verantwoordelijk voor de registratie van ca 5.000 signalen. De overige 5.000 signalen worden met behulp van speciale communicatiemodules geregistreerd. Aan de hoofdmachines en de generatoren gaat het al snel om tot wel 700 te registreren signalen per controller. Eén signaal, bijvoorbeeld van een druk- of temperatuursensor, kan in het MCS vervolgens worden omgezet in 10 variabelen zoals waarschuwingen, indicaties of servicemededelingen. De 10.000 geregistreerde meetwaarden worden dus omgezet in ruim 100.000 variabelen, die in het centrale "Monitoring Control System (MCS)" van besecke verzameld en verwerkt worden. Om op ieder gewenst moment gebruik te kunnen maken van deze grote hoeveelheid gegevens, hebben de controllers bijzonder performante CPU's nodig.

Hogere rekencapaciteit, compacte afmetingen

"Bij de automatisering van luxueuze jachten zien we duidelijk dat er steeds meer signalen verwerkt moeten worden. Bovendien verwachten de klanten ook dat steeds meer informatie op een centraal monitoringsysteem beschikbaar is en gevisualiseerd kan worden. Daarvoor is steeds meer rekencapaciteit nodig. De besturingen mogen echter niet groter worden. Veel compacter dan de gebruikte controllers van WAGO is dan ook bijna niet mogelijk", is Henry Fischer, hoofd verkoop bij besecke in Bremen, overtuigd.

Modulaire units voor een betere bescherming tegen uitvallen

Wat Henry Fischer daarmee precies bedoelt, zijn de 125 programmeerbare Ethernet-controllers (750-881/882), die als decentrale besturingen de basis voor het automatiseringsconcept van het jacht vormen. Aangezien de controllers in de directe omgeving van de meetpunten zijn geïnstalleerd, kan de bedrading tussen de I/O-klemmen op automatiseringsniveau en de sensoren en actuatoren op veldniveau tot een minimum worden beperkt. Dankzij de PLC-functionaliteit en de geïntegreerde webserver kunnen de controllers volledig onafhankelijk werken. Hierdoor ontstaan modulaire units, die de projectering, de inbedrijfstelling, het gebruik, de service én mogelijke uitbreidingen achteraf vereenvoudigen. Bovendien garanderen de apparaten een hoge mate van veiligheid en een hoge beschikbaarheid, aangezien de uitval van een controller geen invloed op het gehele systeem heeft. Van een redundante serverstructuur kan dus worden afgezien.

Performante controllers houden gegevensstroom in bedwang

De automatiseringsstructuur aan boord van het jacht is gebaseerd op een 1GB Ethernet Ring van glasvezel. Vanaf de Ring Switch worden 100 MB koperen kabels naar de afzonderlijke controllers geleid, zodat een systematische Ethernet-structuur van veld- tot beheerniveau ontstaat. Aangezien de besturingen 750-881/882 van WAGO over een 2-port switch c.q. 2 gescheiden Ethernet-ports beschikken, is de opbouw van lijntopologieën probleemloos mogelijk. Talrijke disciplines en interfaces worden in het centrale MCS geïntegreerd. Voor de visualisatie stellen de controllers de verzamelde meetgegevens en alarmmeldingen via een door besecke ontwikkelde OPC-server aan de monitoringstations beschikbaar, die zes keer zo snel werkt als andere op de markt verkrijgbare producten. De onderlinge communicatie tussen de controllers vindt via MODBUS/UDP plaats. Hierbij kan ieder apparaat als master en als slave dienst doen. besecke heeft een eigen programma ontwikkeld, dat aan de hand van een Excel-parameterlijst automatisch een CoDeSys-code genereert. Op deze wijze worden alarmen gestandaardiseerd via de controllers verwerkt en zijn zodoende minder gevoelig voor storingen.

Flexibel en snel uit te breiden

"De componenten van WAGO zijn extreem robuust en veilig. Het modulaire karakter van het I/O-systeem maakt een eenvoudige en snelle installatie van modules achteraf mogelijk. Voor ons is dat enorm belangrijk, omdat de eisen en de behoeften bij een projectduur van ongeveer 1,5 jaar van order tot levering natuurlijk wel eens spontaan willen veranderen. Vanwege de grote diversiteit aan signalen hebben we gekozen voor de snelle Ethernet-controllers. Ondanks de compacte afmetingen wisten de hoge rekencapaciteit en de twee Ethernet-ports ons meteen te overtuigen. De krachtige CPU's waren een belangrijke basisvoorwaarde voor de realisatie van ons monitoringsysteem", aldus Fischer.

Alles onder controle – van brug tot machinekamer

Het modulaire en veldbusonafhankelijke WAGO I/O-SYSTEM is een perfecte automatiseringsoplossing voor de scheepsbouw. Het systeem heeft er al duizenden zeemijlen op talrijke Lürssen-jachten op zitten, en heeft in al die jaren zijn bijzondere geschiktheid voor maritieme toepassingen weten aan te tonen. De componenten beschikken dan ook over alle internationale toelatingen en keurmerken voor de scheepsbouw, zoals GL, LR, DNV, BV, RINA, KR, NK en BSH. Onder deze voorwaarden is het directe gebruik aan verbrandingsmotoren en compressoren net zo goed toegestaan als in de buurt van een kompas. Met het WAGO I/O-SYSTEM kunnen dus systematische automatiseringsoplossingen van machinekamer tot brug worden gerealiseerd.

Nauwe samenwerking

Naast de technische eigenschappen van het WAGO I/O-SYSTEM zijn het vooral de goede samenwerking en de actieve uitwisseling met elkaar die WAGO en besecke sinds jaren als partners met elkaar verbindt. "We hebben vastgesteld dat Ethernet bij de automatisering van jachten andere veldbussystemenin technisch opzicht achter zich heeft gelaten. Het zijn dus niet de gesloten systemen die in de toekomst de dienst uit zullen maken, maar de open systemen die WAGO en besecke samen aanbieden", sluit Fischer af.

Auteur: Jörg Schomacker

Productoverzicht

Referentie

Refit van een zeiljacht

Zeewaardig dankzij een decentrale automatiseringsarchitectuur: voor de Royal Huisman werf kwamen de oplossingen van WAGO als geroepen.