德國已經(jīng)為其汽車企業(yè)制定了戰(zhàn)略。到2020年，將會有一百萬輛電動汽車行駛在該國街道和高速公路上。截止2017年1月1日，這一數(shù)字是34022輛。隨著即將出現(xiàn)的市中心交通禁令以及中國和其它地區(qū)對內(nèi)燃機的限制加劇– 汽車制造商正在感受到來自方方面面的壓力，開足馬力推動電動汽車發(fā)展。
“現(xiàn)在的增長勢頭真的很好，”Gustav Klein公司市場營銷主管Bernhard Rill證實道。從最近汽車制造商對其公司生產(chǎn)的測試和模擬系統(tǒng)的高漲興趣來看，Rill看來是正確的。汽車工程師使用Gustav Klein公司的饋入測試系統(tǒng)來評估其車輛電氣系統(tǒng)和連接的執(zhí)行機構(gòu)在明確定義和可重復(fù)供電條件下的準(zhǔn)確表現(xiàn)。“你不能用真正的電池來那么做，”Rill解釋道，“因為充電量會不斷波動。”饋入測試系統(tǒng)的其它用途還包括在電池和車輛生產(chǎn)過程中執(zhí)行組件測試，或為嶄新設(shè)計的電動車確定最佳電源。
使用Gustav Klein公司的可編程測試系統(tǒng)尤其容易。多通道型可配備內(nèi)部直流母線，以便根據(jù)需要對其進(jìn)行組合。例如，這樣可以在一個通道上執(zhí)行受控放電，并使用釋放的電量給第二個通道上的電池充電。這簡化了充電周期的執(zhí)行，同時減少了能量消耗。“為了準(zhǔn)確地模擬電池的行為，你需要非常快的壓擺率，”Rill說道。“我們的系統(tǒng)僅在1.2毫秒內(nèi)就能從-900安培跳到+900安培，充電和輸出之間無縫切換。”目前的系統(tǒng)能夠提供高達(dá)1000伏特或1000安培的輸出(每個設(shè)備高達(dá)500千瓦的容量)。
Gustav Klein公司為全球電動汽車所使用的鋰電池制造測試和模擬系統(tǒng)
產(chǎn)品多樣化要求戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變
自從Gustav Klein公司完成其電池模擬和測試系統(tǒng)的首批訂單以來，已經(jīng)過去了十五年。今天，該公司的產(chǎn)品從巴伐利亞州南部的Schongau進(jìn)入了世界上幾乎所有主流汽車制造商的研發(fā)和生產(chǎn)設(shè)施。然而，使用越廣泛，需求也越多樣。“我們在各種各樣的條件下使用了眾多不同的系統(tǒng)配置，”Gustav Klein公司研發(fā)主管J?rg Umbreit說道。“因此，我們必須支持越來越多的接口，并管理日益增加的產(chǎn)品差異。”
這對控制系統(tǒng)提出了一些具有挑戰(zhàn)性的要求。控制回路需要在微秒范圍內(nèi)運行，以獲得必要的壓擺率。同時，還必須對通道進(jìn)行完美的同步控制，以實現(xiàn)并行操作。“傳輸大量數(shù)據(jù)的需要進(jìn)一步使問題復(fù)雜化，”Umbreit補充道。
在第一個評估階段，Gustav Klein公司考察了五家知名的控制系統(tǒng)供應(yīng)商，其中貝加萊排名第一。“他們的整體解決方案使我們信服，”Umbreit說道。“我們對系統(tǒng)的性能和柔性，編程環(huán)境的通用性以及我們所受服務(wù)的質(zhì)量印象深刻。在個人層面上，事情從一開始就敲定了。”
柔性控制架構(gòu)
2014年，Gustav Klein的工程師開始為其第三代饋入測試系統(tǒng)開發(fā)新的控制架構(gòu)。對于控制平臺，Gustav Klein從貝加萊X20系統(tǒng)中選擇了導(dǎo)軌安裝的CPU模塊。“我們能夠使用具有相對較小內(nèi)存的X20控制器，”Umbreit說道。“隨著需求增加，貝加萊解決方案的可擴展性使我們可以輕松地升級到更強大的控制器，而無需對軟件進(jìn)行任何更改。”
新的架構(gòu)還允許Gustav Klein更容易滿足其客戶的接口要求。一系列X20接口模塊可供CPU模塊使用。
以性能和可靠性為首要任務(wù)，Gustav Klein公司在自己的測試實驗室中驗證每一項開發(fā)成果
控制系統(tǒng)使用遠(yuǎn)程Power Panel T30終端顯示器進(jìn)行操作。“由于HMI應(yīng)用程序也可以運行在導(dǎo)軌安裝的CPU模塊上，因此如果需要，我們可以在沒有顯示器的情況下交付系統(tǒng)，”Rill說道。“這有助于我們跟上用戶通過遠(yuǎn)程訪問操作系統(tǒng)的趨勢。”無論哪種方式，用戶界面都是相同的，且只需要進(jìn)行一次編程。
一個軟件項目，一個工程環(huán)境
“貝加萊解決方案的一大絕對亮點當(dāng)然是工程環(huán)境– 我們可以在這里創(chuàng)建同一個項目中的HMI應(yīng)用程序和控制軟件。”這同樣適用于集成安全技術(shù)，這就是為什么Gustav Klein還決定用集成X20安全技術(shù)替換原有單獨的安全硬件的原因。該決定進(jìn)一步簡化了工程設(shè)計。
“與貝加萊合作始終富有成效，即使我們對他們提出了復(fù)雜的問題和建議亦如此。借助貝加萊技術(shù)，我們現(xiàn)在擁有了一個一致、柔性和可擴展的自動化系統(tǒng)。集成安全、控制和HMI功能的時間和成本得以大幅縮減。”
Gustav Klein市場營銷主管 Bernhard Rill
轉(zhuǎn)變成貝加萊技術(shù)在機型管理和維護(hù)方面也帶來了顯著改進(jìn)。Gustav Klein現(xiàn)在可以在一個軟件項目中管理其整個測試系統(tǒng)，包括所有選項和未來的擴展。“不管有沒有安裝，我們只需要在軟件中禁用就行了，”Umbreit解釋道。“這樣我們只需通過一個軟件應(yīng)用就能為每個版本進(jìn)行測試和維護(hù)。”
新型HMI和控制技術(shù)的用戶給予的非常積極的反饋讓Gustav Klein計劃將HMI解決方案推廣到其最大的產(chǎn)品組：其電源系統(tǒng)，包括UPS模塊和電源逆變器。
關(guān)于貝加萊
貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團的一個業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPC UA、POWERlink和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。
